由于高品质因子、小模式体积,以及良好的机械稳定性,回音壁模式光学谐振腔得到了广泛的关注。如何确保谐振腔的有效耦合,是实现回音壁模式,并获得有效输出的重要环节。本文以微球谐振腔与锥形光纤的有效耦合为目标,开展了锥形光纤的参数分析,以及制备、耦合实验研究。结合系统透射率分析了系统耦合的三种状态:欠耦合、临界耦合与过耦合。基于锥形光纤的基本特性、锥形光纤中的射线理论与波导理论,分别对锥区、锥腰处传播常数进行了研究,分析了锥形光纤倏逝场以及倏逝场对光纤损耗的影响。通过锥形光纤形成过程的理论分析,得到了锥形光纤过渡区模场分布、光功率分布与纤芯直径的关系。利用氢氧焰拉锥系统在拉伸长度为15mm时成功拉制出直径约为2.8?m的锥形光纤,为后续耦合实验提供了实验基础。为了实现微球与锥形光纤的有效耦合,论文对锥形光纤锥腰处光子的分布进行研究,分别对光子的粒子性与波动性进行了模拟。利用蒙特卡罗方法,当连续单光子入射时,分析了光子在锥腰处的分布,结果表明,当锥腰直径小于4?m时,锥腰直径越细,逸出锥形光纤的光子数越多。进一步对锥形光纤锥腰处电场Ez分量在X-Y面分布进行仿真,结果表明:(1)当外界相对折射率为1,锥腰直径从4?m到2?m变化时,包层对光的束缚能力仍较强但呈现下降趋势,随着锥腰直径的减小,包层附近的电场随之增加,小直径锥腰处的电场较大锥腰直径处的电场分布大,所以倏逝场也大。(2)当锥腰直径都为3?m时,外界折射率也会影响包层附近的电场分布,外界折射率越小,与包层折射率差越大,包层附近的分布越小,倏逝场越小。为了开展锥形光纤参数研究验证,本文进行了回音壁微球腔耦合实验研究,制备了直径144?m与163?m的聚二甲基硅氧烷(PDMS)微球,与直径2.8?m的锥形光纤重复耦合,成功实现了回音壁模式,品质因子为7384,自由光谱范围约为3.7nm,线宽2pm。