在金属与介质接触面上,加以一个频率足够高的电磁场,这个接触面电子和光子相互作用形成的一种电荷密度波,被称为表面等离激元（Surface plasmon polaritons,SPPs）。电子的整个集体震荡的频率和入射光波的频率一致时,会产生独特的共振现象,从而形成一种独一无二的电磁模式,把电磁场限制在金属与介质接触面上,而且能量在金属与介质两侧呈指数衰减,这是一种突破传统衍射极限的重要途径。通过这一途径,不仅仅解决了困扰人们多年因器件的衍射受限,无法进一步发展的困扰,而且为人们打开了光子器件的集成的大门。基于金属-介质-金属（Metal-Insulator-Metal,MIM）波导的SPPs传感器因其灵敏度高、品质因子大、体积小和易于加工集成等优点引起了人们的广泛关注。近期的一些研究表明基于MIM波导的SPPs传感器能够产生一些新颖的非线性光学效应,如Fano共振、电磁诱导透明等。研究人员们发现,因为Fano共振对结构参数和介质折射率的变化异常敏感,所以Fano共振在制备折射率传感器方面有很大优势,利用MIM波导耦合谐振腔结构实现的Fano共振效应来设计高灵敏折射率传感器是一种将其优势变为应用的重要途径。本文主要采用的方法和理论是有限元方法（Finite Element Method,FEM）和多模干涉耦合理论（Multimode Interference Coupled Mode Theory,MICMT）,以理论的推导与实际的仿真相结合的方式,研究了基于MIM波导的伞形谐振腔的折射率传感器以及基于MIM波导的隧道形谐振腔折射率传感器的传输特性,研究的主要工作如下:1.设计了基于MIM波导的伞形谐振腔的折射率传感器,使用了FEM和MICMT来进行理论值和仿真值的对照,两者吻合度非常高,几乎重合,并分析伞形谐振腔的折射率传感器结构参数对传感特性的影响。设计的伞形谐振腔不仅对结构参数的变化非常敏感,还可以实现共振峰的独立调谐。在优化结构参数和改变填充材料后,用两个指标对伞形谐振腔的实际应用进行检验,器件的最大的灵敏度达到1600（nm/RIU）,FOM*的最大值也达到193.00。2.平衡高灵敏度和高品质因数是设计折射率传感器中的一个关键问题,所以设计一种品质因数和灵敏度都较高的折射率传感器非常必要。基于此情况,设计了一种基于MIM波导的隧道形谐振腔波导结构,利用FEM研究了结构参数g、t、R1和R2对隧道形谐振腔结构的传感性能的影响。设计的隧道形谐振腔在700nm-1600nm的波段,可以实现半独立调谐,并呈现线性增长。隧道形谐振腔的最大的灵敏度达到2000（nm/RIU）,FOM*的最大值也达到195.27。