回音壁模式微腔通常是尺寸在几十到数百微米的介电微腔,例如微球、微盘和微环,它们可以通过连续的全内反射将光限制在微腔内部。由于回音壁模式微腔具有高品质因子和小模式体积的独特物理特性,因此被广泛应用在传感、低阈值激光、光学滤波和非线性光学等领域。近些年来,由于光子学中的法诺共振具有独特的谱线形状,其光谱线型可以通过调节法诺参数进行改变,所以受到了研究者的重点关注。将法诺共振与回音壁模式微腔相结合,以研究其产生的现象和相关应用,是目前比较热门的研究方向。本论文研究了基于回音壁模式微腔的法诺共振应用以及毫米级微腔中的法诺共振,本论文叙述的具体研究工作如下:（1）探究了高阶法诺共振在薄壁液芯环形微腔中的应用。首先理论上用数值仿真方法分析了不同高阶模式在环形微腔中的渗透深度,以及灵敏度与品质因子之间的关系。其次实验上用氢氟酸溶液减小毛细管壁厚,在其中通入乙醇溶液,通过用光纤锥耦合毛细管微腔激发法诺模式,控制液芯温度,实现了法诺共振波长的可调谐。将这种波长可调谐性应用在环形光纤激光器中,实现了连续线性可调谐的激光输出。（2）研究了锥形微腔中震荡法诺模式的应用。文中首先建立了光纤锥耦合锥形微腔的理论模型,通过公式推导引入共振场与背景场的复数比,该复数比以法诺参数命名。理论分析可知,通过改变光纤锥的耦合尺寸可以改变法诺参数,进而改变法诺共振谱。接着通过在实验中用光纤锥耦合锥形微腔,得到不同光纤锥耦合直径下的透射谱。通过仿真比较,该实验结果与理论曲线非常吻合。进一步,通过调节锥形微腔的耦合直径,实现了共振波长的可调谐。将其应用在光纤激光器中,同样实现了线性可调谐的激光输出。（3）实现了一种毫米级高品质因子微腔的制备。通过利用CO₂激光束对熔融石英预制棒进行整形处理,得到了品质因子平均在5?10⁷以上的毫米级微腔。使用光纤锥耦合这种微腔,能产生品质因子在十的六次方的法诺共振。