近年来,集成光学在光通信和传感领域发挥着重要的作用。用于制备平面集成光路的聚合物材料引起了人们的兴趣,它们为光子元件和集成光学器件制造开辟了新时代,具有极高的透光性、机械和化学稳定性以及低成本生产的潜力。平面光波导微环谐振器作为集成光子器件受到了广泛的关注,具有体积小、容易与光学和流体器件集成等优点。为了将光限制在微环谐振器中,人们使用了多类材料,如二氧化硅、绝缘体上硅、氮化硅、玻璃和聚合物。聚合物材料常用于制备微环谐振器,其具有比半导体材料更大的化学柔性,更容易调节折射率。与硅基材料所需的化学或物理沉积和干法刻蚀工艺相比,聚合物波导的制备工艺更简单,且在可见光范围内是透明的,因此可以扩展集成传感器的工作窗口。在红外波段的聚合物微环谐振器已经有大量的研究,然而,在可见光或该波段附近,水的吸收比近红外波段低2000倍左右,且在这一波段有低成本的光源,聚合物基光子器件的发展面临着紧迫的需求。本文基于聚合物材料,对工作于近红外波段(890 nm)的多模干涉耦合结构微环谐振器和狭缝波导微环谐振器进行了研究:(1)聚合物基微环谐振器以其高Q值、低成本、易加工等优点,引起了人们的广泛关注。在低成本、易制备的聚合物平台上,制备了基于50:50分光比的多模干涉耦合微环谐振器。为了减小微环谐振器的总损耗,利用束传播法对多模干涉耦合器的结构和微环半径进行了模拟和优化。对于传统的压印技术,通常采用刻蚀硅和金属来制造硬模。然而,刻蚀过程会导致表面粗糙度问题,从而增加波导的散射损耗。因此,我们使用了紫外软压印光刻技术。为了避免刻蚀过程,使用SU8-2材料利用光刻技术在硅衬底制备了母版模。在复制过程中使用PFPE复合材料模具,在不施加压力的情况下而保持较高的分辨率和逼真度。采用在近红外波段透光性好、成本低的聚合物Ormocore为芯层,通过优化Ormocore与稀释剂maT的配比,制备出几乎没有残留层的器件。制备的器件Q因子高达23000,在生物传感应用方面具有巨大潜力。(2)狭缝波导是一种能将光限制在低折射率材料区域的特殊结构,此特性使狭缝波导在传感应用中极具吸引力。通常情况下,狭缝波导是由工作在近红外波段的半导体材料制备而成。本研究利用聚合物材料制备狭缝波导,提出并设计了工作在近红外波段(890nm)的聚合物基微环谐振器。对狭缝波导的模态特性进行了详细的分析,分析了折射率传感灵敏度与波导高度、宽度和狭缝宽度的关系。传统的弯曲缝隙波导具有较大的传输损耗,对微环的品质因子和消光比有较大的影响。为了减小弯曲损耗,设计了非对称波导结构,使模场在狭缝波导中央传输。为了提高条形-狭缝波导的耦合效率,引入了一种多模干涉结构的模式转换器。仿真结果表明,所设计的微环谐振器的灵敏度可达109 nm/RIU。采用电子束曝光技术制备了硅基母版模。利用独特的聚合物全氟聚醚PFPE从硅母版模上成功地复制了柔性软模具。利用紫外软压印技术制备了狭缝波导,狭缝波导具有较高的高宽比,并与低成本的生产工艺兼容。