Fano共振是自然界中一种特殊的物理现象,它由一个离散态和一个连续态耦合形成,且具有非对称线型的特点。Fano共振可以表现出尖锐的共振波峰和显著的近场增强,因此其在光学开关、光学传感、光学调制和非线性光学等领域有着巨大的潜在应用价值。近年来,科学家们在微纳结构和光子晶体等结构中发现了Fano共振现象。基于金属微纳结构的Fano共振光学器件被大量的设计出来,但金属本身具有的欧姆损耗等缺点大大限制了金属材料在微纳光子学中的应用。为了解决这一问题,人们开始在全介质材料上设计结构,例如高折射率的锗、硅和砷化镓等材料,从而为超集成超精密微纳光学器件的发展提供了一条新的途径。基于此,本文提出了一种在锗表面设计的全介质微纳结构折射率传感器,并通过结构参数上优化得到了高品质因子的Fano共振。另外,本文中还提出了另一种方法解决金属本身损耗,将金属微纳结构设计在光子晶体上,利用光子晶体产生的连续态与表面金属结构产生的离散态,通过两者耦合来激发出高品质因子的Fano共振峰。本文的主要的研究成果如下:（1）在全介质的锗表面设计双开口环结构,实现高品质因子和高灵敏度的Fano共振。首先,我们通过改变结构中间棒偏移量,打破该结构的对称性,激发出Fano共振。通过仿真获得结构表面的磁场密度分布情况和打破结构对称性前后的反射光谱图进行对比分析,揭示了该Fano共振在该结构中产生的物理机制。同时,我们将该结构传感器应用在折射率光学传感领域,与近来年同类性的全介质折射率传感器进行对比,本文设计的传感器在性能上有着大幅提高,灵敏度S可以达到662nm/RIU,品质因子FOM（figure of the merit）可以达到262。（2）在全介质的锗表面设计十字叉丝结构,与双开口环结构类似,同样是通过打破结构的对称性来激发出共振波峰。并且模拟和分析了中间棒偏移量和单元结构周期对结构灵敏度和品质因子的影响。通过有限元法计算得到结构的反射光谱和表面磁场密度分布情况,以及中间棒偏移时磁场密度的变化情况。通过结构优化,得到最大灵敏度2100nm/RIU和最大品质因子31.8。并在通过实验的方式验证了该传感器的折射率传感性能。在以硒化锌为基底的锗膜上制备十字叉丝微纳结构,将结构与微流控器件结合,通过改变结构环境中的溶液折射率,观察结构的透射光谱变化情况,验证了该结构的折射率传感特性。（3）在光子晶体上设计金属Ag棒—同心环盘纳米结构,理论上研究了该结构产生Fano共振的物理机制。该结构可在光子晶体和表面金属结构中产生多个尖锐Fano共振,多重Fano耦合可以激发传感性能更好的波峰。同时也模拟讨论了该结构的表面金属Ag膜厚度和光子晶体周期层数对该结构传感性能的影响。最后将该结构应用在折射率传感上,最大品质因子可以达到8900。