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现今光流体技术已经吸引了广泛的关注,因光流体技术具有将光学技术与微流体相结合的能力,它使全能型的光学系统成为了可能。光流体技术在微尺度和宏观尺度上都具有广泛的应用,在光子学、化学合成和生物传感等领域已经享有非常高的影响力。尽管如此,目前光流体技术仍处在研究初期,还很少有光流体设备被正式地投入到商业化应用当中,微流体系统中的一些基础问题也同样给光流体芯片的应用带来了困扰。在本文的研究中,对光流体微腔,染料激光器,流式细胞分析以及生物痕迹检测等方面进行研究,研究内容可以分为以下四个部分:提出了一种基于亚毫米量级微腔的新型光流体波导谐振腔,即双面金属包覆波导结构。首先从理论上模拟计算了这种新型谐振腔的品质因子（Q值）和自发辐射耦合效率（β值）,并详细讨论了在波导内产生超高阶导模（UOMs）现象的物理机制。对谐振腔的模拟及实验结果表明双面金属包覆波导（HCMW）具有高Q值和高β值的优点,可以显著提高自发辐射效率降低激光出射阈值。随后通过实验验证了模拟结果,利用连续激光对装有R6G染料溶液的HCMW进行泵浦,在光谱仪中成功观测到了中心波长在568 nm的出射激光,且观测到了UOMs和出射激光的泄漏光锥。通过理论与实验相结合,证明了HCMW是一种优良的光学谐振腔器件。随后还配备了浓度为2.579*10-13mol/ml的亚甲基蓝染料溶液作为一种新型的激光染料。通过制备好的双面金属包覆波导作为激光谐振腔,将配好的亚甲基蓝染料溶液注入波导的空心波导腔中,实验中将波长为473 nm的半导体连续激光器用作泵浦光源,当泵浦光以最佳耦合角度入射至微腔时,在光谱仪中同时观测到了中心波长分别为708.5 nm和723.1 nm的两束出射激光。经过测量,两束激光的阈值皆为2.1μW/cm2。不仅亚甲基蓝染料,还有很多荧光染料都具有作为激光增益介质的潜力。这种新型染料激光器体积小且价格低廉,在环境学、生物医学和化学化工方面都有应用的价值。未来对HCMW的应用将为光流体和集成光学开辟新的广阔前景。提出了一种基于光纤布拉格光栅Fabry-Perot谐振腔（FBG-FP）的流式细胞检测技术。通过模拟在FBG-FP腔中包含有直径大小分别为15μm,20μm和25μm的颗粒时耦合出的透射光谱,发现透射光谱中的共振峰值会随着腔内颗粒直径的改变而改变。此后设计制作了一款控制方式简易,对颗粒免标记的微流体芯片用于实验验证,并在FBG-FP腔中对三种不同的聚苯乙烯颗粒进行了检测。实验结果表明,颗粒的大小与共振峰的偏移量有关,且实验结果与模拟结果吻合较好。这种用于颗粒检测的流式细胞仪为提高检测效率提供了一种简便易行的方法,它能够被循环使用的优点可以显著减少资源浪费,使其有望在生物医学、化学、环境科学和生物传感领域得到应用。通过光学方法对微量的生物体液痕迹进行了分析。利用飞秒激光紫外波段对滴附在盖玻片和塑料包装袋上的人体血液分别进行照射,在CCD中清晰地观测到了血液液滴的位置。随后利用中红外光谱仪和拉曼光谱仪对人体血液做了检测,实验发现利用中红外光谱的比值变化可以对人体血液的大概储存时间进行定义,而拉曼光谱可以对血液同其他生物痕迹的成分进行区分。因此,实验证明拉曼光谱和中红外光谱在生物检测中应用的可靠性佳。根据上述论证结果我们设计制作了一种方便简易的表面拉曼增强基底结构。利用聚二甲基硅氧烷（PDMS）柔韧易变形的特点,在拉伸后的PDMS薄片上镀上一层银膜,待PDMS薄片还原后在表面自然形成了一层一维银结构。实验中将罗丹明6G溶液滴在制备好的PDMS表面拉曼增强基底上进行拉曼光谱检测,证实了这种镀有一维方向银结构的PDMS基底具有良好的拉曼增强效果。