近年来,由于具有很小的模式体积和高的品质因子,回音壁模式（Whispering Gallery Mode,WGM）微腔在传感领域得到了广泛的关注,尤其是在位移传感应用中。虽然基于回音壁微腔的位移传感技术一直在不断进步和发展,但在实际应用中不仅需要提升微腔的性能,还强烈依赖于所用的传感方案。在本文中,提出了一种基于表面纳米轴向光子（Surface Nanoscale Axial Photonics,SNAP）结构微腔的新型位移传感方案,新型传感方案不仅可以避免外界不利因素的干扰,而且可以得到简洁规律的谐振谱,通过解算多阶轴向模式的谐振谱可以实现大量程和高分辨率的位移传感,因此本文针对新型位移传感方案的理论和试验开展讨论与研究,具体有以下几个方面:（1）基于SNAP微腔的模式理论和耦合理论,通过MATLAB数值计算,对SNAP-光纤锥耦合系统进行了建模仿真计算。通过控制耦合参数和SNAP模式参数,研究了谐振谱特性的变化规律。通过分析各个参数的实际意义,得到了对实验过程有帮助的指导意见,这在实际应用中有重要的价值。（2）通过分析具有不同耦合位置的谐振谱曲面图,获得了用于位移传感的理想耦合参数和模式参数。详细研究了灵敏度阈值和被激发的模式数量对位移传感特性的影响,结果表明,一定情况下的灵敏度可通过调整透过率阈值实现,传感过程中被激发的模式数量决定了传感量程。对单阶和多阶谐振谱进行了灵敏度和量程方面的量化分析,最终说明了多阶轴向模式联合传感的可行性。在前21阶轴向模式被激发的情况下,当灵敏度阈值设置为0.05,1/1000的可分辨透射率变化时,传感范围可达183.17μm。（3）基于仿真原理和数值计算结果,我们搭建了熔融拉锥系统,并且制作了锥腰尺寸为3μm～1μm的光纤锥;同时,我们用电弧放电法制作出了可用的SNAP微腔。最后通过加工和购买的方式,搭建了一套精密调谐平台来实现光纤锥和SNAP微腔的耦合。通过轴向移动微腔,实现了稳定可控的耦合,在65μm的传感范围内等距激发了130组腔内轴向模式。运用拟合算法和对齐算法,获得了试验的谐振谱曲面图,实现了谐振模式的位置识别,试验现象与理论计算结果非常吻合。