近年来,微光纤的发展受到了研究人员的广泛关注,并迅速成为了大家研究的热点。在不同的结构、尺寸、材料体系下,微光纤将产生不同波段的各种新颖效应。本论文主要基于微光纤的特殊性质,设计了几种不同功能的器件,包括基于微光纤探针的Fabry-Perot干涉器、基于微光纤探针的Bragg光栅、槽型高双折射微光纤及其传感应用和基于微光纤的D型光纤,研究了它们的在传感或通讯方面的性能。利用我们的设计,大大减小了该类器件的尺寸,同时保持或超越了该类器件的性能。1.设计了基于微光纤探针的Fabry-Perot谐振腔,并将其用于温度和折射率传感。该器件同时利用了腔长引起的相位变化和不同模式之间的相位关系,使得器件尺寸缩小(长约5μm),结构紧凑,是目前最小的Fabry-Perot谐振腔,有望用于微区温度测量和生物光子学等领域。2.研究了基于微光纤探针的Bragg光栅,发现不同类型的光栅可分别作为折射率和温度传感器。由于利用聚焦离子束技术制作的Bragg光栅周期折射率调制较大,可提用较少的周期高反射效率,因而光栅尺寸减小,我们制作的基于微光纤探针的Bragg光栅是目前此类器件中尺寸最小的；此外,微光纤Bragg光栅还有较大的消逝场,大大拓展了其应用范围。实验测量发现其温度和折射率传感灵敏度分别达20pm/℃和125nm/RIU。3.提出了槽型高双折射微光纤及其传感应用。发现在微光纤中引入槽型结构可以得到比传统高双折射光纤高一到两个数量级的双折射,我们还根据此性质设计并理论研究了基于环路镜的槽型高双折射微光纤传感器,理论显示：其折射率、温度和应力传感灵敏度均高于传统方法一到两个数量级。最后我们将槽型高双折射微光纤推广到平面波导,结果显示它的灵敏度比不利用此设计的结果高一到两个数量级。4.理论设计了一种基于微光纤的D型光纤,讨论了其导波、色散和双折射性质。在实验上,我们将微光纤绕在经过低折射率聚合物涂层预处理的介质棒上。这个紧凑的器件可以在超过400nm的波长范围内以高于10-3的双折射率工作。并且,制作该器件的方法简单有效。对此器件的研究也许可以推进我们对于微光纤在未来光纤通讯、传感和微纳光子学中应用的理解。总之,我们在微光纤研究领域进行了一系列有意义的探索和研究。例如,如何将器件小型化、提高传感器件灵敏度等。相信本论文的研究能对微光纤的发展及其在未来生活中的应用提供有力的支撑。