与一维、二维光子晶体相比较,三维光子晶体具有完全带隙,可以在三维立体空间中实现对光的多方向,可控制传输。3D光子晶体的这一特性,对于实现光学器件的集成化设计具有重要的应用价值。本文采用时域有限差分方法(FDTD)对woodpile结构中空间多向传输的腔腔耦合波导、定向耦合器耦合长度的调节及介电常数非对称分布的空间选频器进行了理论模拟。首先,对woodpile结构中任意弯曲波导和腔腔耦合的平面和非平面波导传输特性进行了详细地分析和研究。首先设计了平面内的腔腔耦合波导和任意弯曲的C型和Z型波导,模拟了传输端的传输特性,结果表明该结构可以实现平面内光的可控制传输。接着设计了包含多方向传输的非平面的腔腔耦合波导,研究结果表明,该腔腔耦合波导实现了立体空间多方向同时传输的特性,从而实现光在三维立体空间中的可控制传输。接着,利用woodpile结构的立体特性,详细研究了定向耦合器耦合长度的调节问题。其一,考虑改变立体空间中及输入波导周围介质柱宽度改变对耦合长度的影响,结果表明改变耦合区域的柱子宽度,可以有效缩短耦合长度；其二,将耦合区的两根柱子同时沿相反的方向移动,减小耦合区空间介电常数的分布,研究结果表明该方法可以获得小于3a的耦合长度。最后,对woodpile结构中介电常数对称型分布微腔与非对称型微腔及其构成选频器的传输特性进行了详细的研究。研究结果表明：非对称型微腔可以有效控制各端口的输出频率。当进一步提高其非对称性时,通过不断旋转微腔与传输波导之间的夹角,可以实现对输出端口波长连续调节的作用。