近年来,与传统的微电子集成相比,硅基光子集成以其尺寸更小、信号传输和处理更快和制作工艺与传统的微电子制作工艺相兼容,成为下一代集成芯片的主流趋势。在硅基光子集成器件中,硅波导是基本的组成元件,微环谐振器则以结构简单、功能众多、易达到高集成度等优势大范围的应用于光子集成中。本文主要研究新型硅纳米光波导和硅基微环器件,以及它们的应用。首先,本文对光波导进行了研究分析,讨论了基于绝缘体上的硅(silicon-on-insulator,SOI)纳米线光波导和悬挂式硅纳米线波导的传感应用,优化其结构,优化后的悬挂式硅纳米线光波导在气体传感时的具有超高灵敏度。其次,本文提出了一种新型的基于硅基微环谐振器的热线式流速计,并且从热学仿真和参数设计两个角度论述了流速计的功能和特点,基于微谐振器的流速计可以做到全光,即没有任何复杂的电路;在尺寸上可以实现毫米级的超小尺寸;测量的光学参量是微环的谐振峰,灵敏度相对较高;使用SOI片制作微谐振腔,与CMOS工艺相兼容,利于大批制造和生产,且生产成本低。最后,本文对粒子在波导倏逝场中所受的光力进行了研究,提出了一种新型的基于SOI的亚波长光栅波导结构,结果表明这种新型波导在单端输入光场时,就能实现对多个粒子的同时捕捉。并分析了不同半径下的粒子受力的变化和规律。进一步地,提出与微环谐振器的结合,实现光力的进一步增强。