光器件的集成化和宽带化是未来光网络发展的必然趋势。其中，光缓存和全光信号处理是实现全光网络的关键技术。慢光以其具有极低的群速度，被认为是实现光缓存和时域光学信号处理非常有前景的解决方案。同时，慢光能够空间压缩器件中的光能量，从而提高各类线性、非线性光学效应。目前，慢光的实现技术主要包括电磁诱导透明、相干布局振荡、受激布里渊散射、光子晶体波导、耦合谐振光波导、表面等离子激元波导等。其中，光子晶体波导不仅体积小、易于实现高密度集成，而且可以在室温下工作，并且能够实现较大的带宽和较低的色散，与其他实现慢光的方法相比具有很大的优势。　　本论文从光子晶体的基本概念出发，介绍了光子晶体波导的电磁理论基础与数值模拟方法，然后具体给出了几类光子晶体波导的理论设计，并分析了各类波导的慢光特性。最后对光子晶体波导中的传播损耗特性进行了较为深入的分析。全文的研究内容如下：　　(1)提出了两类晶格移动型的宽带慢光光子晶体波导。我们采用平面波展开法对两类光子晶体波导进行了能带计算并分析了其色散特性。第一类是超晶格在沿波导方向为两个晶格周期的结构，通过有选择性地调节靠近线缺陷的各排空气孔的偏移量，得到了六种优化的慢光波导。当群折射率的波动范围限制在10％范围内，实现了平均群折射率分别为31，44，61，71，94和132，在1550 nm中心波长处对应的带宽分别为19.1 nm，13.0 nm，9.0 nm，7.5 nm，5.5 nm和3.6 nm的宽带慢光。六种优化慢光波导的群折射率带宽积均保持在0.3以上。第二类是超晶格在沿波导方向为三个晶格周期的结构，同样是通过调节各排空气孔的偏移量，我们得到了五种优化的慢光波导，实现了平均群折射率为24，33，46，57和66，在1550 nm中心波长处对应的带宽分别为24.2 nm,17.6 nm,12.8 nm,10.1 nm和8.6 nm的宽带慢光，其群折射率带宽积基本保持在0.37左右。使用了时域有限差分方法对几种优化的波导结构进行仿真。时域仿真的结果与平面波展开法得到的结果非常吻合，时域上极小的脉冲展宽也证实了慢光波导的低色散特性。　　(2)基于椭圆形空气孔的光子晶体结构，提出了两类不同的宽带慢光光子晶体波导。第一类是超晶格在沿波导方向为一周期的结构，通过调节第一排椭圆孔的方位角第三排椭圆孔的偏移量，我们得到了四种优化的慢光波导，实现了平均群折射率分别为46,63,78和100时，在1550 nm中心波长处对应的带宽分别为13.5 nm,9.4 nm,7.8 nm和6.1 nm的宽带慢光。四种优化慢光波导的群折射率带宽积均保持在0.39左右。第二类是超晶格在沿波导方向有两个晶格周期的结构，通过有选择性调节某些处于第一排的椭圆孔的排列方式和位置，我们得到了三种优化的慢光波导，实现了平均群折射率为54,69和80，在1550 nm中心波长处对应的带宽分别为12.7 nm,10.0 nm,和8.6 nm的宽带慢光。其群折射率带宽积保持在0.44左右。我们通过二维时域有限差分方法计算了相对时域脉冲展宽来验证了慢光波导的低色散特性。　　(3)从微扰理论出发，系统分析了造成传播损耗的两种主要机制，即后向散射损耗和平面外损耗，并计算分析了三种不同类型波导的传播损耗，包括W1波导以及两种色散管理波导。我们通过对比各类波导的后向散射损耗和平面外损耗分量大小，指出无论对于何种波导结构，传播损耗的最主要来源都是后向散射损耗，并且发现即使在同一个波导中，对于处于相同的群折射率的不同波长的光的传播损耗也不相同，即传播损耗和ng并不是一一对应的关系，从而证明传播损耗的大小并非直接跟群折射率相关。此外，我们对比了W1波导和色散管理波导的模场强度分布图，并分别计算了来自靠近波导的前三排空气孔的散射造成的传播损耗。发现色散管理波导在折射率较高时传播损耗低于W1波导是由于抑制了来源于第一排空气孔的散射损耗。最后，给出了传播损耗和波矢量k的关系曲线，发现无论ng关于波长是不是单调变化的，传播损耗和波矢量k都是一一对应的关系，从而表明描述系统的基本量是波矢量k，而不是群折射。指出了实现低损耗宽带慢光的设计规则是减少第一排空气孔处的光场分布大小，并让宽带慢光区域尽量远离布里渊区边界处。