在亚波长尺度上实现对光束的操控是光子器件的发展趋势。微纳光波导,特别是半导体纳米线波导,作为在介观尺度上对光子非常有效的二维约束结构吸引了众多的研究热情,并有望成为微纳光子器件的基本元件之一。在最近几年逐渐兴起的一个新兴领域——表面等离激元(SPP)光子学也对集成光学的发展有很重要的影响。SPP波导打破了衍射极限的限制,使得光信号可以以深亚波长尺度约束进行传输。在上述光子结构的研究和应用中,利用纳米光纤耦合及传输光信号是近年来发展起来的一种简单高效的新方法.也是目前连接微纳结构与宏观器件的最有效方式之一。本工作对纳米线波导与纳米光纤探针的耦合做了深入研究,并利用这一结构的高效率耦合特性，研制成功带有尾纤输出的纳米带环形激光器,同时直接测量了SPP纳米线的传输损耗。作为典型的微纳光波导之一,半导体纳米线具有制作方便、损耗低、增益强、非线性系数大和光约束能力强等优异性能。本文在第二章介绍了半导体纳米线的光学特性,将氧化锌纳米线近似看成圆柱形波导后对其模场求解析解得到其模场特性：线偏振和圆偏振的导模的电场分布情况、纳米线内部及周围的电场和能量的分布及不同直径的纳米线的色散特性。之后我们用微扰理论从物理图像上分析了纳米线间的倏逝波耦合,并对不同参数的纳米线之间的耦合做了分析。在第三章中,我们利用微操作将半导体纳米线制备成带有尾纤输出的环形谐振腔来制作纳米线激光器。使用的单根纳米带的横截面积为600nm X300nm。当用超连续光对制备的环形腔进行泵浦时,在523nm附近可以得到半高宽为0.27nm的多模激光输出。这一结构的输出具有大约为5：1偏振比和3.7nW的激光输出功率。所获得的激光输出功率高于其他纳米线激光器的结果。在第四章我们对SPP波导的导波特性进行研究。首先介绍了SPP的基本概念,接着对单根银纳米线在均匀介质中的导模进行分析,然后在实验上对单根银纳米线的传输损耗进行直接测量。利用纳米光纤探针的导波特性,我们实现了从纳米光纤到银纳米线的稳定高效的光子-SPP耦合。通过改变SPP在银纳米线中的传输长度,我们对银纳米线中的SPP传输损耗进行了测量。测得的结果为：0.64dB/μm (532nm),0.41dB/μm (633nm)和0.33dB/μm (980nm),该结果与有限元分析结果符合。这一结果证实了之前对银纳米线的传输损耗的间接实验结果,表明之前的理论计算值偏高。综上所述,基于纳米线波导与纳米光纤的高效率耦合特性,本论文工作在半导体纳米线激光器输出与SPP波导损耗特性表征方面获得重要进展,研究结果将为发展基于半导体纳米线和银纳米线的光子器件提供有价值的参考或指导作用。