光学器件的微型化是其发展趋势之一，对于典型的传输波导光纤而言，也同样进入到微纳的尺度。微纳光纤区别于传统光纤的最主要特点是具有倏逝场效应。传统光纤中光在光纤纤芯内依靠全反射传输，而微纳光纤中有很大一部分光能量在光纤外围传输。微纳光纤倏逝场的存在使得光纤对周围环境的变化非常敏感。此外微纳光纤制备简单、成本低、易集成等优点使其成为传感的理想材料。微纳光纤环形腔是基于微纳光纤的重要传感元件之一，本文利用微纳光纤环形腔来进行海水盐度测量，将微纳光学与海洋探测联系起来，为海水盐度的测量提供一种新颖的方法。论文的主要研究工作如下:第一部分分析了海水环境中微纳光纤的传输特性，求得了其传输常数和模场能量分布，进而研究了海水中微纳光纤环形腔的特性。由于海水对光有吸收作用，研究了包含吸收损耗在内的Q参数与光纤环、光纤直径、探测波长的关系。结果表明：随着微纳光纤直径和环直径增大，相应的Q参数变大；随着探测波长的增大，Q有减小的趋势。第二部分提出了海水中温度不敏感的环形腔盐度传感器。首先，建立了嵌入式镀膜的环形腔盐度传感器结构模型，研究了其温度不敏感的条件。微纳光纤直径的大小影响着传感器各部分的热效应贡献比例，当选择合适的光纤直径时，整个系统的热效应为零，此时即实现了温度不敏感性。其中重点考虑到海水的热效应，选择MgF2作为嵌入式材料来使传感器得到更好的性能。在实现了传感器的温度不敏感特性之后，从灵敏度和探测极限两方面讨论了传感器的性能。结果表明，灵敏度随镀膜厚度和微纳光纤直径的增大而减小，随探测波长的增大而增大。探测极限随镀膜厚度的增大而增大。其次，为了研究镀膜材料对环形腔传感器的影响，又分析了裸微纳光纤环形腔和嵌入在Teflon中的环形腔传感器。对这三种传感器的温度特性及性能做了比较。在灵敏度方面裸微纳光纤环形腔传感器和镀膜材料为MgF2的环形腔传感器相差无几。考虑到应用方面，选择镀膜的结构能够对环形腔进行保护。通过优化传感器参数，对于镀膜材料为MgF2的环形腔传感器，当波长为900nm，微纳光纤半径为400nm，环直径为2000μm时，传感器盐度灵敏度可以达到0.02nm/‰，盐度探测极限可达到0.18‰。最后，为了研究镀膜方式对环形腔传感器的影响，对圆柱型镀膜的环形腔传感器进行了分析。与嵌入式镀膜环形腔传感器相比，在灵敏度和探测极限发面都有所改善。其最高灵敏度可达0.03nm/‰，最小探测极限为0.13‰。第三部分对微纳光纤环形腔的盐度传感进行了初步实验研究。搭建了实验系统，分别得到了裸微纳光纤环形腔传感器和有棒支撑的环形腔传感器的盐度灵敏度。结果显示利用微纳光纤环形腔来进行盐度传感测量是非常有效的。