生化传感器是生物化学检测所必需的器件。近年来,光微流回音壁模式微腔生化传感器因具有传感器体积小、所需待测样品量少、可实时检测、响应速度快、灵敏度更高、探测极限更低等优点,成为生化传感领域的研究热点。本论文主要研究光微流回音壁模式微腔生化传感器新的传感机理,旨在提高生化传感的灵敏度和降低探测极限。本论文的主要创新点是：1.采用多腔耦合结构,增强了回音壁模式微腔激光器的边模抑制能力；在此基础上发展了回音壁模式耦合微腔激光传感器,并提出了利用耦合微腔激光传感器的调制包络传感机制,可突破单微腔传感灵敏度理论极限。利用光微流回音壁模式耦合微腔激光传感器腔内传感和游标效应,实验上获得高达5930 nm/RIU的传感灵敏度,探测极限最低可达10-7RIU。2.采用光微流耦合微瓶传感器检测生物分子,测到了2 pg/mL的HIV-1 p24抗原,等噪声探测极限为140 fg/mL;提出并验证了模式差分传感法来有效降低测量噪声,噪声降低了1-2个量级,对1 pg/mL牛血清蛋白(BSA)测量的信噪比高达104,等噪声探测极限低至10 fg/mL(～0.15 fM)利用金纳米棒的局域表面等离子体共振(LSPR),将单纳米颗粒探测灵敏度提高了16倍,在实验中测到了单个R=50 nm的聚苯乙烯(PS)小球。3.提出光微流微管FRET激光传感器可增强生物分子结构变化的检测灵敏度,并在实验上验证了其对DNA结构变化的检测灵敏度比传统的荧光FRET检测法高16倍,对蛋白质间相互作用检测的灵敏度比传统的荧光FRET方法高21倍。