光力现象于1970年被发现,光镊技术应运而生,因为其所具有的非接触性、低损伤等优点而成为微粒操控的优选途径,在生物、化学领域引起了广泛的关注。在21世纪初,微纳米集成光学得到了迅速发展,研究者通过对光波导、光谐振腔等集成光学器件的设计可以实现作用尺寸更小、操控更灵活的微纳米光镊技术。含氮缺空位的纳米钻石由于其具有的稳定发光特性、可常温工作的特点等一系列优点而成为理想的单光子源。本论文通过利用新型的光波导器件实现微纳米尺度的光镊,可操控纳米钻石颗粒的运动,使得小球能够被狭缝捕获,进而提高了其耦合效率。微环谐振腔具有谐振增强效应,可以产生局域增强的光场,因此它可以被用来实现微纳光镊器件。然而,微环谐振腔本身对温度变化较为敏感,在集成光学芯片中,器件工作时用来产生光力的光源和用来泵浦的光源带来的温度局域上升将使得微环谐振腔的环境温度发生改变,谐振峰随之发生偏移。为了解决这一问题,研究人员通过设计光波导的结构,已实现了在单个波长下的随温度变化谐振峰不漂移的光器件,然而,为了使得微环谐振腔能够被广泛应用于集成光器件的各个领域,研究人员需要实现能够在宽带内不随温度变化谐振峰漂移的谐振器件。本论文提出了宽带温度不敏感波导的设计思路,并通过仿真设计了几种宽带温度不敏感器件,使得在宽带频谱范围内的温度变化所引起的微环谐振腔的谐振波长偏移量较少,这解决了在温度升高的情况下微环谐振腔无法正常工作的问题。为了解决微谐振腔在中红外波段传输损耗较高的问题,我们证明了利用高阶模式传输的支柱型波导能够有效降低波导的传输损耗,它相较于传统的条形直波导能够将传输损耗降低一至两个数量级,这种光波导可以作为光器件的组成部分被广泛应用于生物传感和其他中红外应用中。