近年来,光子器件正逐步向着微型化和集成化的方向发展。微环谐振器作为一种结构简单的多功能微型光学器件,由于具有高品质因子、窄带宽、小体积、高集成度等优势,可以广泛应用到温度、湿度、折射率等不同传感领域。本文以串联双环微环谐振器为敏感元件,通过改变微环的材料和结构设计了新型微环谐振器,并对该微环谐振器输出光谱特性和温度传感特性进行深入研究。本文利用耦合模理论和传输矩阵法建立了微环谐振器模型,并利用COMSOL和MATLAB工具进行了模拟研究。主要工作包括:（1）设计出一种基于金刚石材料的多层脊形波导的串联双环微环谐振器,利用金刚石材料作为结构的芯层,即As2S3-Si O2-金刚石-Si O2-As2S3。建立结构模型并分析所设计结构的传输特性,探讨耦合系数和环波导半径对输出光谱的影响,为后续新型微环谐振器设计和研究及其应用提供了理论基础。（2）在串联双环结构的基础上,设计出一种基于游标效应的串联双环级联式微环谐振器,采用传输矩阵法求出结构的输出函数,对所设计器件的场强分布和传输过程进行模拟,并对其传输特性进行研究分析,介绍该器件性能增强原理。（3）分析串联双环级联式微环谐振器用于温度测量时的传感特性,并分别对该结构的局部和整体两个部分作为传感单元时的感温特性进行研究。最后对串联双环级联结构的传感性能指标进行计算,相比双环级联结构,串联双环级联结构的传感性能更优。本文通过对微环谐振器的理论研究和仿真实验,证明了改进微环谐振器的结构参数可以有效提高器件的性能。串联双环级联式微环谐振器可以一定程度上避免减小环波导半径引起的弯曲损耗,具有更大的自由光谱范围,为实现大量程、高灵敏度微环传感器的设计提供新的思路和参考。