由于回音壁模式光学微腔品质因子高、模式体积小,可以极大地增强光与物质的相互作用,已经成为研究腔光力学系统的重要平台。目前回音壁腔光力系统已经广泛应用在光信息处理、基态冷却和高灵敏度探测等领域。不同于单个光学模式与单一力学模式的耦合,多模耦合光力系统可以提供更多可操控的自由度,探究不同路径的干涉效应,因此展现了丰富的物理现象,例如光力系统纠缠、奇异点等。本论文围绕回音壁微腔中的多模耦合光力系统的性质与应用展开研究。为探究回音壁微腔与氮化硅薄膜的多模耦合光力系统,我们设计了不同结构的氮化硅机械振子,同时在实验上实现了机械振子同回音壁模式微腔的耦合。本文主要的工作内容有:1.理论上研究了单个回音壁模式微腔光力系统中多路径干涉效应,实现光力诱导透明和光力诱导吸收的相互转换。通过光纤间接耦合两个光学模式的方式,系统的三路径干涉效应会导致电磁诱导透明（吸收）到电磁诱导吸收（透明）的单向变化;当两个光学模式同时耦合力学模式,光力系统中存在四路径干涉效应,此时可以实现光力诱导透明和光力诱导吸收的相互转换。2.在理论上研究了耦合微腔布里渊光力系统及其在高灵敏度传感的应用。将布里渊光力系统耦合一个增益腔能够增强光致弹簧效应,使得光力反作用对光学模式变化非常敏感。我们将这个方案应用到回音壁模式光学传感,发现通过力学模式可有效探测光学模式变化,并能够极大的提升探测灵敏度。3.设计氮化硅机械振子阵列。通过有限元分析法模拟了阵列中机械振子的力学性质,探究了不同几何参数对机械振子间耦合强度的影响。为提高力学品质因子,我们引入声子晶体来降低损耗,最终将力学模式品质因子提高到10~7以上。4.实验上实现光学微球腔和氮化硅机械振子的近场耦合。我们探究了氮化硅机械振子不同的加工工艺,制备了无声子晶体横梁机械振子和基于声子晶体的机械振子。在真空环境下实现了微球腔和机械振子耦合,观测到了色散耦合和耗散耦合机制。在红失谐驱动下观察了光力反作用,为下一步实现微球腔与机械振子阵列的耦合奠定了基础。