光学生物传感器因其响应速率快、灵敏度高、抗电磁干扰能力强的优势,在医疗、食品安全、环境检测等领域发挥着越来越重要的作用。基于SOI平台的无源波导由于尺寸小、集成度高、性能优异已经在生物传感领域得到了广泛的应用,但是其1100nm以上的工作波段使得探测成本较高;基于Si3N4和SiON平台的无源波导近年来发展迅速,其工作波段可以覆盖可见光,同时易于与硅探测器集成的特点大大降低了探测成本,因此在光学传感领域极具发展潜力。本文旨在SOI平台、Si3N4和SiON平台上实现性能优异的微环谐振传感器。本文首先详细介绍了微环谐振器的基本原理,使用传输矩阵分析了微环谐振器的传输光谱,分析了其性能参数和传感原理。接着在此基础上提出了一种基于偏振的游标效应的传感方式,理论分析了其可行性和性能参数,并提出了在SOI平台上较为完善的设计方案,理论仿真得到该种探测方式可以将现有的传感灵敏度提升一个数量级。然后详细介绍了硅基光波导的制作工艺,搭建了偏振可控的微流控测试系统。最后,详细比较了基于SOI平台和Si3N4平台的微环谐振器的性能,主要包括传感灵敏度和温度灵敏度;然后使用SiON材料制作微环谐振器,实现了在850nm波段的传感实验,测试得到单环传感灵敏度为1 1.2nm/RIU;最后利用级联双环的游标效应来提升850nm波段的传感灵敏度,测试得到级联双环传感灵敏度为151.4nm/RIU,传感灵敏度提升了 13.5倍。