近年来,随着微型化和集成化技术的发展,光学微腔得到了很多人的关注,其中由于回音壁模式(Whispering Gallery Mode,WGM)微腔具备小模式体积、高品质因子等优点在Fabry-Perot腔和光子晶体微腔中脱颖而出。WGM微腔在很多领域(例如微型激光器、高精度传感器以及非线性光学等)得到了广泛的研究,但是回音壁模式微腔也存在一些很明显的弊端:回音壁模式耦合的谐振特性容易受到外界环境的影响(例如外界温度以及微小的灰尘等),使得WGM现在还是仅仅处于实验室阶段,距离实用化还有一段时间。本文主要针对WGM光学微腔的一些基本参数特性(如品质因子、自由光谱范围、谐振波长等)进行理论和实验研究,通过模拟和仿真研究更清晰的了解其特性。本文的主要研究内容有:简述了WGM微腔的研究背景和意义,并针对不同参数对微腔进行了分类,并介绍了WGM微腔的国内外研究现状。介绍了WGM微腔的基本理论,详细介绍了基本参数并分析各类参数对结构的影响,然后从麦克斯韦方程组出发分析了微球腔以及微管腔腔内的本征模式,介绍了几类不同的微腔耦合方式并针对光纤锥耦合方式进行了具体的分析。用R-soft软件对微腔与光纤锥的耦合系统进行了仿真模拟,分析了光纤锥直径以及耦合距离对耦合结果的影响,得出一组较为合适的耦合参数(光纤锥尺寸0.5μm、耦合距离0.1μm)。之后针对微腔的参数(例如微球直径、同一规格微管内径)进行了进一步的分析。对本文所研究的耦合系统进行了具体的实验研究,简单介绍了器件的制备工作,之后探究了微球腔尺寸、微管腔尺寸、以及外径相同内径不同的微管腔对耦合结果的影响,并对结论进行了分析,最后简单介绍了两类耦合结构的封装方法。