本论文以工作于红外波段光子晶体的应用为背景,采用传输矩阵法和平面波展开法相结合的方法系统地研究了常见晶格结构光子晶体的带隙性能,并针对亚微米和微米级SiO₂微球胶体晶体的制备,从溶剂角度出发对经典的对流自组装法做了重要改进,实现了800nm～5μm粒径范围SiO₂胶体晶体的自组装,并进一步采用PECVD法填充Ge进行了结构复型。首先对一维光子晶体带隙性能和全角度反射带隙性能进行了较深入研究,并计算了面心立方、体心立方、简单立方、简单六方、金刚石、木堆结构等三维光子晶体的带隙性能和出现完全带隙的临界介电常数,研究了带隙和相对带宽随介电常数的变化,为光子晶体的结构参数设计和实验制备提供了理论指导。其次,对比了不同亲水溶剂中800nm SiO₂微球的自组装效果,并选择出了适用于亚微米SiO₂微球胶体晶体制备的合适溶剂及相应沉积温度。在大粒径SiO₂微球胶体晶体制备方面,从控制微球的沉降速度出发主要采用了三种方法。首先对分散在油性溶剂中的改性SiO₂微球自组装进行了初步探讨,其次首次提出了利用高密度亲水性混合溶剂作为大粒径SiO₂微球的分散剂,并通过实验确定了最优分散体系、混合溶剂配比及制备温度。我们进一步采用混合溶剂首次实现了SiO₂微球的液面自组装,得到了大面积单晶范围的1.8μm和1.86μmSiO₂微球胶体晶体。最后,采用PECVD法以GeH₄为先驱体向SiO₂ opal模板中填充Ge,制备出了大孔有序Ge反opal结构,为工作于红外波段的光子晶体器件研制奠定了基础。