光学微腔谐振器因其高品质因子、高灵敏度被广大研究者所关注。回音壁模式光学微腔已经被应用于生物传感领域,并且可以实现单分子检测。但是,目前已有的关于微腔的报道,均是将微腔结构制作于刚性基底之上,还未有人将微腔谐振器进行柔性集成。本文围绕柔性TiO₂光学微腔的制备与特性研究展开,为获得高性能柔性光学微腔生物传感器奠定基础。本文的主要工作包括以下几个方面:首先,介绍了柔性回音壁模式光学微腔基础理论,包括回音壁模式微环谐振腔模型分析和柔性微腔实现原理;介绍了回音壁模式光学微腔生物传感器的性能指标,如品质因子、灵敏度、探测极限和FOM。第二,介绍了经典微环谐振腔结构和性能;提出了一种非对称微环谐振腔结构,通过微腔结构和微腔材料的非对称设计,实现了微腔品质因子Q的提高;提出了一种含局部中间折射率包层的微环谐振腔结构,通过添加特异化的局部中间折射率包层,实现了灵敏度S的改善。第三,采用无机盐TiOSO₄为原料,过氧化氢（H₂O₂）为络合剂,制备了中性、稳定的过氧钛酸（PTA）溶胶。采用旋涂法制备非晶二氧化钛薄膜,研究了溶胶浓度、旋涂速度、热板温度、热板时间等因素对二氧化钛薄膜厚度的影响;研究了退火温度和退火时间对TiO₂薄膜的微观结构和光学性能的影响规律;最终确定了最佳的制备条件,为高灵敏度及生物相容的传感器提供材料支撑。第四,制定了柔性微腔制备工艺流程;通过L-edit设计微腔结构,采用电子束光刻和电感耦合反应离子刻蚀实现了图形转移;严格控制柔性TiO₂微腔制作工艺条件和精度,最终实现了光学微腔的柔性集成。最后,对制备的柔性TiO₂微腔进行光学性能和柔性研究。搭建高性能光学测试平台,并介绍了相应组件;应用光学测试平台,研究了柔性TiO₂微腔的光学性能和耐弯折性能;研究结果表明,柔性集成光学微腔仍然具备较高品质因子Q,并可承受一定程度上的弯折,为实现柔性回音壁模式光学生物传感奠定了基础。