传感技术作为信息技术三大支柱之一,早已渗透入社会的方方面面中,像科学研究、食品安全、环境监测、疾病检测、化学化工等方面。但是随着信息社会的进步,各个领域对传感器件的要求提高了,由于电互连引起的“瓶颈效应”使得电子器件很难实现对大容量的信息的高速处理。而光信号的大宽带、超高速、可并行处理等优势可以很好地解决这个问题。目前用光子代替电子来加载信息已经在光通信领域取得了很多的进展,有效提高了处理信息的速度和容量,具有很好的前景。在某些场合,传统电子传感器渐渐不能再满足市场需求的情况了,此时光学传感器的发展显得尤为重要。光波导型传感器结构和材料具有多样化和灵活性,既具有传统光学传感器高灵敏度、抗电磁干扰强的优点,又更利于实现功能集成、紧凑封装、批量生产。但是常见的微环谐振器型传感器往往灵敏度不高,半高全宽较大,性能不够好。本文的研究目的是优化传感器输出的线型从而提高传感精度,和提高传感器的灵敏度。本文在光波导基本理论和微环谐振腔基本理论的基础上,创新性地提出了频谱裁剪理论。设计出了一种基于绝缘体上硅（Silicon-on-Insulator,SOI）材料的多环频谱裁剪折射率传感器。通过让其中两个微环的谐振谷分布在一个主微环透射峰的两侧,对其透射峰的宽度进行削减,降低其半高全宽,从而提升品质因子。实验测得该传感器输出的半高全宽只有0.54 nm。与剪裁前的输出谱线相比,半高全宽缩减了1.102 nm。为了提高器件的灵敏度,在频谱裁剪的理论基础上引入光栅结构,本文提出了一种全光栅结构的频谱裁剪折射率传感器。此传感器进行了更加巧妙的结构设计,不仅达到了频谱裁剪的效果,还通过级联多个微环,扩大谐振谷的波长范围,从而抑制输出线型的旁瓣。此外,波导光栅的结构增强了待测物与光场的相互作用,大大提升了传感器的灵敏度。仿真结果显示,此器件的灵敏度（sensitivity,S）高达536.67 nm/RIU,半高全宽（Full Width at Half Maximun,FWHM）仅为0.29 nm,品质因子（Figure of Merit,FOM）高达1850.57 RIU-1。为了进一步提升传感器的性能,本文还接着引入了Fano共振,提出了一种用基于全光栅结构的多环谐振Fano型传感器。光信号通过基于多个光栅型微环的结构之后,由于谐振微环的相互作用以及多条传输路径中光的相干叠加,最终得到了预期的Fano线型。因为该结构也是基于光栅结构的传感器,所以能同时保证高灵敏度。根据仿真结果可知此传感器的灵敏度高达500 nm/RIU,FWHM仅为0.25 nm,FOM高达2000 RIU1-。