作为医学检测、生物芯片、可穿戴设备的关键部件之一,光学生物传感器凭借着操作模式无损、适用目标广、响应速度快等诸多优势,广泛应用于免疫检测、在线分析甚至活体分析等。在众多光学传感机理中,光波导器件具有无标记检测、灵敏度高、易于集成等特点,成为未来生物传感研究的研究热点。以往研究中光波导器件的制备依赖现有半导体光刻工艺,在三维结构成型、材料延展性与生物相容性等方面存在不足。故而本文提出了基于双光子聚合激光直写技术构建光波导生物传感器的方案,制备的聚合物光波导结构具备微米尺度精度,能够实现葡萄糖、氯化钠等生物目标的检测,具体研究内容包括:（一）确立了聚合物光波导传感器及其与光纤耦合结构的设计方案。利用有效折射率法建立了矩形波导导模特征方程,发现了有效折射率9)9)00)0)0)0)0))和包层折射率9)9)((8(8(8(8(8(8(8（8）的正相关关系,并由此确定了光波导结构横截面尺寸应不小于4μm*6μm（高*宽）以保证传感灵敏度和在弯曲结构中光的模场完整性。此外,发展了半球形耦合器用于光波导结构与商用光纤的稳定耦合。（二）确立了基于双光子聚合的聚合物光波导结构激光直写方案。针对不同的结构模型研究了不同的扫描速度、曝光能量、加工路径等最佳参数对所得结构的影响,确认了不同器件所需的最佳加工参数,得到形貌良好、尺寸可控、稳定性好的多种光波导结构。通过直波导结构测试了耦合结构的耦合效率,通过弯曲波导结构验证了导光性。（三）发展了一类基于折射率改变的聚合物光波导传感器件。构建了以倾斜波导结构为基础的折射率传感器,分别检测了葡萄糖和氯化钠这两种常用生物目标。不仅验证了透射率与目标浓度之间的线性关系,还验证了结构的横截面积和偏转角度对传感器的灵敏度的影响。通过上述工作,本研究证明了双光子聚合的激光直写技术可以用于光波导生物传感器的构建,不但能够满足弯曲波导、MZI波导、倾斜波导以及环谐振器波导的结构成型,还能发挥其光学性质实现对溶液折射率的快速传感测量。这些实验结果有望促进聚合物光波导传感结构的集成化与功能化,推动生物传感器的发展。