近年来,谐振式微光学陀螺仪逐渐成为国内外研究的热点之一。以萨格纳克效应为原理的谐振式微光学陀螺在集成化、小型化的发展方面非常具有潜力。谐振式微光学陀螺利用成熟的半导体加工工艺将光源、调制器、探测器以及谐振腔和其他关键器件集成在芯片上,具有体积小、全固态、抗冲击等优点。光波导谐振腔作为谐振式微光学陀螺的核心敏感元件,其光学特性严重影响着陀螺的性能。本文深入分析了光波导谐振腔的光学传输特性,对影响陀螺性能的谐振腔关键特征参数进行了讨论。针对目前光波导谐振腔品质因数低、对谐振腔的结构参数缺乏优化等关键问题开展了系统的研究,提出了二氧化硅光波导谐振腔的设计加工方法,提高了谐振腔的品质因数。论文主要研究内容可分为以下几个方面:1)提出了高Q锗掺杂二氧化硅光波导谐振腔的设计加工方法。针对谐振式微光学陀螺应用对光波导谐振腔的需求,采用有效折射率法和光束传播法对掩埋型锗掺杂二氧化硅光波导进行了分析,计算出了光波导的深宽、最大弯曲弧度等参数。在硅基底上采用等离子体化学气相沉积、光刻以及反应离子刻蚀等工艺制备了锗掺杂二氧化硅光波导谐振腔。所制备的硅光波导的横截面尺寸为6μm×6μm,传输损耗为0.017 dB/cm,光波导谐振腔为环形跑道结构,尺寸为2 cm×3.6 cm。构建了光波导谐振腔谐振曲线测试系统,测试得到所制备的锗掺杂二氧化硅光波导谐振腔品质因数高达107。2)提出了面向谐振式微光学陀螺的光波导谐振腔结构优化方法。结合谐振式光波导陀螺的信号检测原理,从陀螺灵敏度的角度提出了欠耦合状态且谐振深度等于0.75是光波导谐振腔应用于谐振式微光学陀螺的设计参数。通过对谐振腔的分析发现,在不同的耦合状态下,谐振腔所表现出来的谐振谱的半高与谐振深度等特征参量都有所不同。对比了理论上与实验上谐振腔的品质因数、谐振深度在不同耦合状态下的变化趋势,结合谐振式微光学陀螺的三角波调制解调过程,得出了使陀螺灵敏度最大化的光波导谐振腔的特征结构参数。3)提出了双圈光波导谐振腔设计结构。根据谐振腔腔长与谐振谱半高全宽的关系,提出了一种双圈式光波导谐振腔的设计结构。这种结构可以在有限的芯片空间内通过提升光波导谐振腔的腔长来提高其品质因数。论文通过对光纤耦合器进行熔接上不同长度的光纤实验验证了谐振腔的腔长对其品质因数的影响,最高得到了腔长100米,品质因数高达6.74×109的光纤环形谐振腔。在硅基底上,也设计加工出双圈式设计结构,腔长21.6 cm的二氧化硅光波导谐振腔,测试得到其品质因数达到2×107。通过以上研究,制备出高品质因数的光波导谐振腔,并提出了面向谐振式微光学陀螺应用的优化方法和双圈光波导结构,解决了光波导谐振腔现有的关键技术难题,为谐振式微光学陀螺的研究奠定了良好的基础。