传统的马赫泽德结构在相位调制、传感方面具有重要的应用,但依然存在调制效率低,探测极限高等缺点。本文提出一种新型马赫泽德(MZ)结构,该结构在相位调制和传感方面具有明显的优势,敏感环相位变化0.1π,马赫泽德微环谐振腔的输出相位完全满足差分相位键控的要求,实现高效的耦合相位调制。若适当改变马赫泽德微环结构参数,调制的啁啾问题将进一步减小,这种结构低探测极限的法诺谱线还可用于微量物质的探测。本文在建立马赫泽德微环谐振腔理论模型基础上,对模型进行了分析,主要完成的工作如下：(1)基于微环谐振腔结构基础,建立了一种新型马赫泽德微环的相位调制器模型。(2)研究和分析新模型,结果表明：微环的相位变化0.1π,就完全满足差分相位键控相位调制的要求。(3)分析带反馈的马赫泽德微环谐振腔的新颖结构,该结构输出相位严格达到差分相位键控相位变化的要求,解决了信号啁啾的问题,为建立稳定的相位调制器提供了理论依据。(4)研究了马赫泽德微环谐振腔光强随有效折射率变化的关系,其探测极限可以达到10-9单位折射率,比现有的文献资料报道降低了1个数量级。