基于光子晶体微腔的传感器由于模式体积小、控光能力强、易于集成和无标记检测等优点被广泛应用到传感领域。近年来,具有高集成度和多参量传感能力的多参量传感器成为传感技术的研究趋势,基于光子晶体微腔的双参量传感器不断被提出。在此基础上,如何提高双参量传感器的检测准确性是一个需要重点关注的问题。通过对双参传感理论的分析,利用电场分布的不同增大灵敏度差异,可以有效提高双参量检测的准确性。传统的基于光子晶体微腔的双参量传感器都是采用级联、并联或侧耦合的方式将两个具有不同模式的光子晶体微腔进行组合,这无疑增大了设备复杂性,还会引入微腔之间的相互干扰。本文对支持不同光学模式共存的光子晶体微腔进行研究,提出了基于单个光子晶体双模微腔的高准确度双参量传感器。主要研究成果包括以下内容:第一,本论文引入了一个用来表征双参量传感器检测准确性的指标,并提出了一种能够有效提高双参量检测准确性的方法。基于双参量传感理论,在考虑灵敏度和波长偏移量正值和负值所有组合情况的条件下,分析了波长偏移误差可能引起的最大检测误差,并引入最大检测误差与最大谐振波长偏移误差之比——误差因子（ξ）,作为评估双参量传感器的检测准确性的指标。通过分析误差因子的计算公式,发现增大两个谐振波长的灵敏度差异有助于降低误差因子,从而实现更高的准确性。因此,鉴于电场分布不同的光学模式对环境变化的响应差异很大,本论文提出了一种利用不同光学传感模式增大灵敏度差异,从而有效提高双参量传感器的检测准确性的方法。第二,本论文提出了一种超紧凑的基于一维堆栈型光子晶体纳米束双模腔的高准确度双参量传感器。通过对堆栈的长度和宽度进行线性调制,使得空气模和介质模同时存在于单个光子晶体纳米束腔中。通过数值仿真得到的空气模和介质模的有效模式体积分别为0.1（λa/nPVA）3和 1.8（λd/nSi）3,品质因子分别为Qa=3.7×105和Qd=6.3×104。该纳米束腔体表面覆盖了一层具有吸水特性的聚乙烯醇材料,用来将外界相对湿度变化转换为折射率变化。通过控制变量法,分别仿真分析谐振波长随湿度变化和温度变化的偏移情况,得到了-764.3pm/%RH的湿度灵敏度和58.9pm/K的湿度灵敏度。与之前报道的能够同时检测湿度和温度的光学传感器相比,该传感器不仅湿度灵敏度提高了 1～4倍,温度灵敏度也很有竞争力。在同时检测湿度和温度的情况下,湿度误差因子和温度误差因子分别为0.004和0.043,表示1pm波长偏移误差最多仅仅会导致0.004%RH的湿度误差和0.043K的温度误差,表明该双参量传感器有望实现高准确度。此外,该传感器的尺寸仅为14×0.67×0.67μm3（长×宽×高）,结构紧凑,易于集成。第三,本论文提出了一种基于双层耦合光子晶体平板双模微腔的高准确度双参量传感器,用于同时检测溶液折射率和环境温度。该传感器由两个近距离平行放置的完美光子晶体平板构成,在平面波光源垂直入射的条件下,类横磁模和类横电模被同时激发。进一步地,本论文介绍了光子晶体平板中产生法诺谐振的原理和光子隧穿现象,分析了该传感系统的光传输过程,建立了理论模型,并推导了透射公式。经对比,由透射公式计算得到的理论透射谱和仿真透射谱表现出良好的一致性。优化后的微腔可以同时实现高品质因子和高调制深度。通过数值仿真得到的类横磁模和类横电模的品质因子均达到了 105的数量级,折射率灵敏度分别为960nm/RIU和210nm/RIU,温度灵敏度分别为-66.5pm/K和50.75pm/K。与报道过的同时检测折射率和温度的双参量传感器相比,该传感器的品质因子提高了 1～2个数量级,折射率灵敏度也得到显著提高。折射率误差因子和温度误差因子分别为1.87×1 0-6和1.87×1 0-2。经过仿真验证了折射率传感和温度传感的相对偏差分别低至为0.6%和1.0%,这表明检测结果具有高准确度。综上所述,本文提出了一种提高双参量传感器检测准确性的有效方法,并基于一维堆栈型光子晶体纳米束双模腔和二维双层耦合光子晶体平板双模微腔,设计了两种具有高准确度的双参量传感器。本文所设计的传感器在灵敏度、品质因子和检测准确度等方面均有显著提高,为高准确度双参量传感器的设计提供了创新性思路。