光谱检测具有快速、无损的特点,因此广泛应用于医学、资源环境和传感领域。衡量传感器的指标主要是灵敏度和品质优值,其中品质因子是决定传感灵敏度的最重要物理量。利用具有高品质因子的物理模式进行高性能传感器件研究是光传感领域的基本思路。光学Tamm态（Optical Tamm State,OTS）是一种无耗散（低耗散）的表面态,由光子晶体的禁带效应将电磁场束缚在光子晶体表面,具有低损耗、高度场局域的优点。本文提出将金属-Bragg膜堆界面的OTS应用于环境传感探测中,主要内容包括:1.应用OTS设计了一个谐振型折射率传感器。传感器的结构由顶层银金属层、Bragg膜堆、间隔层、底层银基底依次排列组成。首先在轴向入射的条件下探究了金属-Bragg膜堆界面OTS的性质后,用传输矩阵法计算体系的反射频谱,反射波谷的波长满足相位匹配条件;用耦合模理论分析了不同频率OTS的频谱特征——频率靠近带隙中心的OTS对应了更窄的线宽;从电磁场本征方程出发探究了光子晶体截断处介质对OTS的显著影响——截断处高介电常数介质更厚的结构会激发频率更低的OTS。间隔层与OTS分布空间的高度重合是实现对间隔层物质进行折射率传感的基础。这种传感器在Bragg膜堆中心波长及其附近的灵敏度可以写为解析形式。从这个解析式出发得到了该结构提高灵敏度的方法,分别是选取介电常数相差更大的两种介质、减少周期和增加间隔层厚度。为降低小周期结构的辐射损耗,在顶层添加了20 nm的银层。在两种介质的折射率为2.2和1.45的条件下,该结构的灵敏度为500 nm/RIU,最小可分辨折射率位移为0.002RIU。2.应用OTS设计了一个连续模折射率传感器。传感器的结构由顶层中空棱镜、Bragg膜堆、底层银基底依次堆叠组成。在体系具有面内波矢分量的条件下,首先探究了入射角对OTS的影响,结果表明随着角度增大OTS的频率蓝移。然后着重研究了金属Bragg界面OTS的色散关系,用数值方法得到了色散曲线,这是一条抛物线并且在光锥以内,所以OTS能被TE和TM模式的入射光直接激发。在连续模传感器中,入射光用不同的面内波矢分量探测到色散曲线上不同的OTS模式,这种波矢匹配机制是连续模传感器具有高灵敏度的原因。在我们的结构中,将待测液体置入中空棱镜中,通过棱镜将棱镜内介质的折射率信息传递到面内波矢中,从而影响OTS的频率。在工作波长为540 nm附近,两介质的折射率分别为1.45和2.2,入射角为70°的条件下,该结构的灵敏度为800 nm/RIU,最小可分辨折射率位移为0.0037 RIU。