随着信息技术的快速发展,作为其支柱之一的传感技术由于承载着现实世界中信息提取的任务,发展势头迅猛。温度传感器已经广泛应用到工业生产、医疗诊断、农业监测、日常生活等各个领域。人们对传感器件小型化、集成化、高性能等方面的要求越来越高,而以光波导为媒体的微型光学传感器件由于其较高的灵敏度,较强的抗电磁干扰能力及良好的可集成性获得了广泛的研究及关注;微环谐振器作为集成光学中的重要组成单元,具有结构紧凑、设计灵活、可集成度高等优点。光学传感器件通过光波导表面消逝场的作用来检测外界环境指标的变化,具有高品质因数、低成本、良好的热光效应的硅基微环谐振器在这方面的应用更受关注。本文以硅基微环谐振器为主要单元,从其基本传输特性展开研究,分析了其它复合结构谐振器的传输特性,围绕提高其测量范围和检测灵敏度,提出了具有较优性能的改进型器件结构。采用散射矩阵模型进行了理论分析,并结合基于时域有限差分法(FDTD)的仿真软件对其传输特性进行了模拟仿真。主要工作包括以下几点:(1)介绍了主要组成单元微环谐振器的相关理论和工作原理,采用传输矩阵法对其基本结构的传输特性进行了研究。建立其三维结构模型,对这几种结构的传输频谱进行模拟仿真。同时,仿真分析了谐振器结构参数对其特性指标的影响及发生谐振时光信号的传播路径。(2)研究了基于微环谐振器的复合结构,根据已有的研究提出了改进的slot型反馈波导耦合微环谐振结构。首先利用传输矩阵法分析了该结构的输出函数表达式,并对结构改进前后做了对比。仿真结果表明当反馈波导长度为微环周长的整数倍时,自由光谱范围较相同结构参数下的微环谐振器提升了一倍,消光比可以达到30dB。同时,分析了微环谐振器的传感理论,建模仿真了反馈波导耦合微环谐振器不同部分感温时的温度传感情况。(3)研究了由矩形直波导刻蚀而成的一维光子晶体微腔耦合微环谐振腔结构中的Fano谐振。根据这两种结构耦合可以产生非对称谱型的特性,分别分析了微环谐振腔和一维光子晶体微腔的传输特性,并由它们的谐振状态的耦合阐述了非对称谱型产生的机理,即Fano谐振是由这两种结构中的离散状态和连续状态的光干涉而形成的。同时,分析了该器件的结构参数对传输特性的影响及温度传感特性。