光子晶体是指人造的周期性电介质材料,由于其优秀的控光特性,目前已经应用于多个光学领域。一维光子晶体具有尺寸小、灵敏度高、模式体积小等优势,在片上集成传感方面具备显著的优势。经过多年来的发展,大量基于一维光子晶体纳米束微腔的传感器被研发出来。但是,由于外界实际检测环境的复杂性,检测结果同时受到多个参数的影响,多参数传感器应运而生。由于热光效应的存在,温度会改变介质的折射率,从而间接引起谐振波长的偏移,所以有必要准确区分温度变化和外部环境折射率变化对传感器的影响,对两个参数进行同时检测。为了进一步提高传感器的性能,同时实现对温度和折射率的双参量检测,本文设计并分析了多个基于高性能一维光子晶体单纳米束多模微腔的双参量传感模型。本文的主要研究成果包括:第一、设计了一种高灵敏度的空气模式纳米束多模微腔。该结构由蚀刻在硅波导上的蝴蝶结构气孔阵列组成,通过线性渐变气孔半径来形成微腔结构。通过联合测量空气模式基模和一阶模的谐振波长偏移量,并构建二维灵敏度传感矩阵来实现温度与折射率的双参量检测。由于光场强烈的局域在蝴蝶结构尖端的低折射率区域,微腔的模式体积小,传感器的灵敏度较高。空气模式基模的折射率灵敏度和温度灵敏度分别为473nm/RIU和31pm/K,空气模式一阶模的折射率灵敏度和温度灵敏度分别为487nm/RIU和29pm/K。仿真结果表明,该传感器能够有效的同时对温度和折射率同时传感。第二,设计了气孔宽度和晶格常数二次渐变的槽纳米束多模微腔,该微腔同时限制了空气模式和介质模式,通过联合测量空气模式基模与介质模式基模的谐振波长偏移量,并构建二维灵敏度传感矩阵来实现温度与折射率的双参量传感。由于空气模式和介质模式的电场分别局域在气孔区域和槽区域,两个模式的灵敏度差异明显,传感器的解调效果良好。空气模式的折射率灵敏度和温度灵敏度分别为421nm/RIU和58pm/K,介质模式的折射率灵敏度和温度灵敏度分别为706nm/RIU和46pm/K。仿真结果表明,该传感器能够准确的对温度与折射率同时传感。第三、设计了槽宽度和气孔宽度线性渐变的槽纳米束多模微腔,该微腔同样实现了空气模式与介质模式的共存,通过联合测量空气模式基模和介质模式基模的谐振波长偏移量,并构建传感矩阵来进行温度与折射率的双参量传感。该传感器的灵敏度高、解调效果好,尺寸小于12×0.75μm2（长×宽）。空气模式的折射率灵敏度和温度灵敏度分别为399nm/RIU和56.3pm/K,介质模式的折射率灵敏度和温度灵敏度分别为705nm/RIU和43.3pm/K。仿真结果表明,该传感器能够准确的对温度与折射率同时传感。本论文通过设计多种高性能的一维光子晶体单纳米束多模微腔,建立了多个温度与折射率的双参量传感模型,并对传感器的解调、灵敏度等特性进行分析研究。仿真结果表明,拟设计的双参数传感器结构简单,同时在性能上有一定提升,具备广阔的应用前景,值得进一步研究。