回音壁模式最早是一种声学现象。在光学领域,这种依赖于尺寸、形状、材料特性等几何属性发生的腔体共振现象也被称为形貌共振。球形谐振腔是一种研究较早的微腔,将其应用于流场参数探测领域,能够适应复杂的流场条件,实现温度、压力等参数的高灵敏度获取,尺寸小便于安装且不影响流场本身,可以实现多参数传感,同时响应迅速,成本低廉,能够实现并行分布式探测。本文主要通过对球形谐振腔及其与锥形光纤的耦合系统进行探索,实现聚合物微球在单个物理参数传感中的应用,为“一腔多能”的多参数传感奠定基础。研究内容包括:理论分析、模型仿真和实验三个方面。首先,介绍了回音壁模式光学微腔的研究背景和研究意义,对球形微腔及耦合方式的研究现状进行了论述,确定了本文的研究目标。其次,在麦克斯韦方程组的基础上分析了回音壁微球中的模式分布。介绍了微球腔的几个重要参数。最后详细分析了微球和锥形光纤的耦合特性。再次,在理论分析的基础上利用仿真分析软件COMSOL对球形微腔的回音壁模式进行了仿真。由于三维仿真计算量庞大并且耦合十分困难,因此首先介绍了一种将三维模型降为二维模型的方法,同时根据回音壁的传播理论可知微球回音壁模式的谐振面与锥形光纤在同一个平面上,由此可以论证在二维空间仿真的可行性。然后对标准微球及形变微球与锥形光纤的耦合过程进行了仿真分析。最后,在理论和仿真的基础上进行了微球和锥形光纤的制备,本文主要制备了两种不同结构的微球:一种是聚二甲基硅氧烷微球,一种是以聚二甲基硅氧烷为基底添加羰基铁粉的磁性微球,制备的微球尺寸在45-200μm之间。根据微球和锥形光纤的尺寸匹配关系制备了2-4μm的锥形光纤。设计了微球和锥形光纤的耦合及测试系统,在耦合区域,将锥形光纤和微球分别固定在二维平台和三维精密平台上,在显微镜的视场下定位光纤的锥形区,调节微球和锥形光纤的相对位置以达到最佳耦合效果。在1520nm-1570nm波长范围扫描得到了回音壁微球的共振谱线,受实验设备精度的影响,测得品质因子可以达到104,但实际要远高于测试值。通过进一步研究微球压力、温度和磁场传感的复合应用,回音壁微球对实现流场的分布式探测有重要的研究意义。