基于SOI结构的微环谐振器具有结构紧凑、高Q值和高灵敏度等优点而引起研究者们的广泛关注。微环谐振器的生产制作工艺与互补金属氧化物半导体(Complementary-Metal Oxide-Semiconductor,CMOS)技术相兼容,能够实现大规模的集成和量产。因此,微环谐振器是硅光子器件中一种至关重要的基础元器件,并且在滤波器、传感器、缓存器、光开关等研究领域中得到广泛的应用。布拉格光栅具有周期性的结构,并且通过锯齿型的波导结构对系统的折射率和波导模式进行调制。因此,本文将以硅基微环谐振器和布拉格光栅为基础单元,采用传输矩阵法、有效折射率法分析了不同结构系统的透射谱特性,并通过仿真软件对系统进行时域有限差分法的模型仿真来验证我们的结果。主要内容包括:1、介绍了微环谐振器的基本结构和分类,简要回顾了微环谐振器的发展历史和基本参数。SOI结构是硅光子学中一种重要波导结构,并且能够提供较强的光场限制能力。阐述了耦合微环谐振中的类电磁感应透明现象及其在集成光子器件中的应用。2、介绍了两种分析微环谐振器的方法:传输矩阵法和时域有限差分法。根据传输矩阵法求解出微环谐振器的传输方程,并通过数值模拟得到微环谐振器不同输出端口的透射谱。采用仿真软件对微环谐振器进行FDTD仿真,从而获得系统的透射谱曲线。3、分析了可调节双耦合微环谐振器的传输特性,理论推导出了该系统的传输方程,并通过数值模拟给出了双耦合微环谐振器的类电磁诱导透明谱和相位谱。类电磁诱导透明效应是一种由光波干涉作用引起的模式分裂现象。通过改变反馈臂耦合区域的间距,得到了不同耦合类型的类电磁诱导透明谱。伴随着反馈臂耦合区域的增大,微环谐振腔的耦合状态分别经历了过耦合、临界耦合和欠耦合三种状态。给出了系统在不同谐振波长处,微环谐振腔发生谐振时对应的模场分布图,并且通过FDTD仿真验证了理论的结果。4、我们提出了一种硅基狭缝相移布拉格光栅耦合微环谐振器,求解出了系统的传输矩阵并进行数值模拟,给出了系统在不同波长处的模场分布图。通过三维的FDTD仿真,分析了耦合谐振系统在不同浓度的氯化钠溶液中的传感特性,并与一些类似的硅基系统进行了比较。5、分析了光栅-微环耦合谐振器的工作原理,由于均匀布拉格光栅对微环谐振器的传输频谱具有一定的过滤作用,从而实现无FSR限制的光学传感器。根据系统的传输矩阵进行数值模拟,给出了系统发生谐振时的光场分布图。分析了耦合系统在不同浓度的溶液中的传感特性。6、总结本文的结论,对微环谐振器和布拉格光栅的研究进行了展望。