光学微环谐振器因其尺寸小、品质因子高、结构简单等优势在传感器的制作中被广泛应用。本文对设计新型微环谐振器结构和优化现有微环结构两个角度进行分析,意在通过设计新型微环谐振器的几何结构并结合应用新型材料来增强微环在传感应用中的性能。并通过新的优化方法来简化人工操作,更快速更精准的得到新结构的最优设计参数,本文主要的研究工作如下:首先介绍了微环谐振器的研究背景和研究现状,并描述了光波导基本理论、微环谐振器的研究方法、几种基本结构模型和性能指标,为后文的设计做好了铺垫。其次设计了基于二硫化铂的镶嵌式微环谐振器,建立了镶嵌型跑道微环谐振器的模型,使用仿真软件对器件工作过程中光的传输过程进行了仿真。综合波导参数,耦合系数、微环半径等结构参数进行了对比分析,得出了最优结果,并计算了该结构的器件性能。再次设计了基于混合等离子体波导的三阶串联跑道对称型微环谐振器模型,通过传输矩阵法和耦合模理论对这种结构的输出函数进行了计算,通过仿真对比分析了影响器件性能的波导槽宽度、跑道型谐振腔的半径、损耗系数、耦合系数等因素,得到了最优参数的选择,使器件性能达到最优状态,具有超大的自由光谱范围。最后在镶嵌型结构和三阶串联的结构基础上,结合两种结构的优点,进一步设计了三阶串联镶嵌式结构,建立了数学理论模型,并采用多目标智能优化算法替代人工手动优化,对器件的各项参数进行自动求解,并将自动优化参数的结果进行验证和调整,获得了理想的输出光谱曲线。本文通过对微环谐振器的理论研究和仿真实验证明,对微环谐振器的结构优化可以提高器件的传感性能,智能优化算法可以应用在微环谐振器结构设计的理论过程中,为新型传感器的制作和理论研究提供了新的思路和参考。