回音壁模式(Whispering gallery mode,WGM)光学微腔因其具备较高的品质因子(Q)和极小的模式体积,能够极大的增强光与物质的相互作用,这些光学特性吸引了各领域研究学者的浓厚兴趣,在诸如激光测量、传感应用、生物大分子探测、非线性光学以及量子物理等领域表现出巨大的应用潜力。近年来基于WGM的多微腔耦合以及以固体微腔WGM为检测手段的微流传感器受到了广泛关注,本文具体的研究内容主要包括以下两个方面:(1)研究了在紧密结合条件下尺寸匹配的双球之间的模式分裂行为。通过研究平行或垂直配置两种结构来讨论双球系统的耦合特性。实验结果及数值模拟证明垂直配置的锥形纤维尖端-双球系统的耦合效率更高。我们演示了两个耦合的微球之间的间距对模式分裂光谱的影响,结果表明模式分裂随着微球间距增加而减小。此外,我们还进行了温度依赖性实验,结果发现双球系统产生的模式分裂波长是可以通过控制温度来调节的。在20°C范围内,耦合双球系统的凹陷波长变化范围为0.6 nm。同时,耦合强度(WGM分裂)整体上在相对较高的温度范围内保持稳定。(2)利用PDMS制作的微流通道,在通道内固定染料掺杂的聚苯乙烯微球,通过透镜聚焦方法,将泵浦光通过透镜聚焦到微流芯片表面,激发光再穿过芯片,最后发射到微球表面,微球会产生的典型的回音壁模式激光。通过向通道内注射不同折射率的液体,谐振波长即发生改变,结果得到了310 nm/RIU折射率灵敏度。同时测出了微流体传感器是可重复性的,即在循环折射率测量实验中,激光波长随着液体折射率的变化呈线性变化,并且上升和下降两次实验得到的温度敏感性的相对差异仅为0.33%。在较长时间内,灵敏度基本保持不变。于此同时,我们利用青霉素酶可以加速盘尼西林的水解进而改变液体环境的折射率这一实验原理,在Y形通道微流体传感器上实现了对于混合液体折射率变化的实时监测。