未来全光网络的实现主要依赖高速光源、全光开关、全光波长变换器、全光缓存等全光器件的发展。光分组交换网是未来网络发展的最好选择,因此光分组交换网的核心器件全光开关和全光缓存受到广泛的关注。而实现全光网络也面临另外一个问题,就是如何将两个光器件集成在一个模块上。光子晶体能够比较容易的控制光的传输,可以利用光子晶体设计出高性能的器件,并且制作光子晶体的技术目前已经做的比较好,其制作过程与硅基的集成电路也比较相似。本文以光子晶体非线性效应为基础,分析并设计了输出状态可稳定控制的一维和二维光子晶体全光开关,并且利用时域有限差分(FDTD)法仿真分析了全光开关和慢光波导结构的集成及集成器件的复合功能。主要包括一下几部分内容：首先,介绍了全光网络发展对全光开关及光子晶体集成器件的需求、全光开关的研究现状、光子晶体集成器件的研究现状,并且分析了光子晶体实现全光开关和光子器件集成所具有的优势。其次,概述了光子晶体概念的产生及发展状况,介绍了光子晶体的物理特性。分析了光子晶体在通信领域的应用,介绍了光子晶体的制作方法和理论研究方法。并主要介绍了二维光子晶体的特性与慢光原理。再次,利用非线性克尔效应,设计了一种多缺陷结构的一维光子晶体全光开关,具有宽带缺陷模和窄带缺陷模,使得光开关输出状态能够被泵浦光稳定控制。然后又用同样方法设计了一个周期性介质波导结构的全光开关,并对比分析了考虑厚度和不考虑厚度时的光开关特性。所设计的全光开关都具有低能耗,高消光比和超快速的特性。最后,设计了一个具有低色散平坦慢光区域的光子晶体线缺陷波导结构,通过合理调整两个结构的晶格常数,使得光信号能够在两个器件里低损耗传播,通过设计合理的连接结构,使得光从光开关进入线缺陷波导时损耗很小,并且通过分析光脉冲在集成器件里的传播情况来演示集成器件的复合功能。