在21世纪这个信息时代,信息的获取、处理、储存和传输等技术受到了广泛的关注。随着微纳光集成器件制作工艺的日趋成熟,微环谐振器以其尺寸小、损耗低等优点已经成为目前研究的热点器件并在光学滤波、传感以及声光调制、探测等各种领域得到了广泛的应用。设计微环谐振器结构以及分析其对光场和声场等物理场的响应特性对于提升系统的性能具有很大的研究意义。本文基于微环谐振器的光学和声学性能,首先分析微环谐振器的光传输特性,然后再研究狭缝基双微环谐振器的光场和声场特性。通过引入石墨烯材料改变系统结构实现光学传感以及调制功能,接着利用悬梁臂结构测试系统的声学特性以完成声光调制。主要内容包括:1.介绍了微环谐振器以及时域有限差分法（Finite Difference Time Domain,FDTD）和物理场仿真软件（COMSOL）的相关内容,对微环谐振器的原理,优点,发展现状做了简要叙述。介绍了将石墨烯材料覆盖在微环谐振器后的情况,并且分析了将其应用于水听器的原理。2.基于麦克斯韦电磁场理论以及耦合模式理论,分析并推导出了单波导单环结构的传输特性、单波导双环结构的传输特性。解释了时域有限差分法以及模拟仿真的理论和计算方法,对石墨烯材料的基本理论做了简单介绍。3.分析微环谐振器加入石墨烯之后受到的影响。其中包括加入石墨烯的位置、长度以及石墨烯本身性质参数和环境温度等对系统不同程度的影响。为接下来分析加入石墨烯的系统奠定理论基础。4.模拟计算出石墨烯-狭缝双微环结构光电调制器的传感性能,模拟放入石墨烯后微环谐振腔的光传输特性的变化。分别计算了不同特征位置处覆盖石墨烯的系统透射谱变化规律并模拟测试了将器件置于水环境中时系统的光学传感特性。5.分析微环谐振器的声学传感特性和材料的弹光效应。将微环谐振器与悬梁臂结构相结合,通过三维仿真完成了对系统形变程度的检测。通过二维仿真得到传输谱的模场分布和声压分布,进一步计算得到声场角度以及位置变化引起的材料有效模式折射率的改变。对四环阵列形式的微环谐振器做了数值模拟计算。6.总结了本文所提出系统的光学和声学特性,并对基于微环谐振腔的水听器应用的研究工作进行了总结和展望。