光学微纳纤维,包括玻璃微纳纤维、无机半导体微纳纤维、金属微纳纤维、有机小分子微纳纤维、聚合物微纳纤维等一维微纳结构,是构筑微纳光子器件最基本的组成单元。拥有优异传输性能的聚合物微纳纤维不断涌现,很大程度上丰富了聚合物光子领域的研究。开发出拥有复杂功能的聚合物光子器件是该领域的重要发展方向,尤其是微纳尺度的聚合物光子器件。为了实现聚合物微纳纤维功能的多元化,并且开拓聚合物微纳纤维的种类和类型,本研究提出了在聚合物微纳纤维中掺杂功能染料。通过直接掺杂的技术手段,在保持拥有掺杂聚合物微纳纤维的良好光波导特性和较好的机械韧性的前提下,实现聚合物微纳纤维的多功能化。利用光波导技术手段探究微纳纤维内部光信号与物质相互作用,与此同时,用不同掺杂的微纳纤维构筑光波导异质结。研究功能异质结的理论基础和工作原理,从而为构筑光波导异质结提供新的方案。本研究利用直接拉制法制备了三个体系的掺杂纤维,分别是罗丹明6G掺杂聚苯乙烯微纳纤维、羧基荧光素掺杂聚苯乙烯微纳纤维和螺吡喃\荧光素掺杂聚合物微纳纤维。对三种掺杂微纳纤维进行了结构表征和光学表征,结果表明:三种微纳纤维均为外貌光滑没有明显缺陷和掺杂染料没发生聚团显现,并且掺杂微纳纤维的荧光特性和光波导特性均表现优良。本论文利用三种掺杂微纳纤维构筑两种功能光波导异质结,分别是波长转换功能异质结和发光可调功能异质结。利用微操作台构筑了四种光波导波长转换功能异质结,对四种光波导异质结的光学特性进行了探究,我们将波长为442nm的激光耦合进我们构建的异质结,异质结的主干掺杂荧光素的微纳纤维为输入端,异质结的分支掺杂罗丹明6G微纳纤维为输出端。经过实验表明,完成了从主干的绿光到分支的红光的波长转换。发光可调功能异质结利用螺吡喃/荧光素掺杂微纳纤维和螺吡喃掺杂微纳纤维构筑光波导异质结,系统的研究了该光波导异质结的的结构和光学特性。因为螺吡喃的光学特性,我们通过控制辐照激光对异质结的主干纤维发光情况进行有效控制。当进行紫外光辐照后,异质结的主干发出红色荧光;当通过可见波长光辐照后,异质结的主干发出绿色荧光。最后,本文对这种可控的发光现象进行了理论分析,两种荧光分子是通过分子间高效的能量转移实现荧光颜色控制。该类功能化聚合物微纳纤维及构筑的光学器件为实现光子器件多功能化提供了新的契机。