微结构光纤具有损耗低、结构紧凑、易于集成等优点，在新型生物传感技术中具有重要研究价值。本论文以简化空芯微结构光纤为研究对象，对其新颖的传导机制以及荧光增强机理进行了系统的研究，开发了简化空芯微结构光纤微腔激光器，设计实现了微结构光纤高灵敏的生物荧光检测。新技术增强放大了微量样本荧光信号，同时实现了空间分辨生物传感功能。本论文的主要内容和取得的成果有:　　1.提出了一种新颖的选择性填充微结构光纤的技术方法。相比于其他种类的选择性填充方法，这种方法优势在于操作简易灵活，设备消耗低，还适合微结构光纤的气孔差别小的情况;并且通过对微米尖端以及聚合物微球的精细操控，这种方法能够实现同时封堵多个气孔，并且可以任意选择气孔位置。此技术为微结构光纤荧光检测中的微通道的制备提供了基础。　　2.实现了一种基于简化空芯微结构光纤的高效荧光测量技术。由于简化空芯微结构光纤的特殊的传导机制，它内部的微流体通道可以作为光与物质强的相互作用空间，染料被激发后产生一种增强的荧光。简化空芯微结构光纤具有高度紧凑集成的小体积以及检测样本的微小需求量的特点，提供了检测微量样本微弱荧光信号的更加灵敏可靠的方法。我们还使用CCD在光纤侧面来探测荧光，得到检测染料浓度低至1 pM，相比于其他报道，我们得到了高度灵敏的检测结果。检测微量生物探针的实现对于疾病监测有很大意义。　　3.实现了空间分辨荧光信号的生物传感功能。由于简化空芯微结构光纤的混合模式共存的传导特性，当我们选择性填充多段荧光染料到微结构光纤的中心孔之后，光纤中出现空芯模式与液芯模式之间的交替传导模式，传输的光分别与光纤中多段荧光染料相互作用。这样我们得到了一种实用的方式来同时检测多个荧光信号，并且实验中我们在空间上能够分辨多个荧光信号。　　4.开发了一种简化空芯微结构光纤激光器。这种激光器的特点是具有微环谐振腔，强烈的径向场辐射。我们利用光纤内部的一个亚微米厚度薄壁作为微环谐振腔，这种谐振腔具有紧凑，精细和坚固稳定的优势;我们使用的侧面泵浦机制，利于微流体方便控制，这样我们得到一个高稳定性和调谐性的激光器。这种在单独的微结构光纤中发展实现的微流体染料激光器的可能性给集成光学和生物医学分析方面的应用提供了具有强吸引力的机会。　　5.研究了拉锥的简化空芯微结构光纤激光器可调谐特性。微结构光纤经过拉锥后，环绕中心孔的薄壁组成的微环谐振腔尺寸发生变化;中心孔中的填充的增益介质微流体，被一个532 nm激光器沿着光纤轴向泵浦;这样我们得到强的径向辐射和低阈值的激射(16 nJ/pulse)。通过改变拉锥的光纤中填充的液面位置，我们可以调谐激光辐射的发射波长。在拉锥的简化空芯微结构光纤中得到可调谐激光器对液面传感器和生物分析方面的发展提供很好的便利条件。