光学微球腔拥有独特的光学传输模式—回廊模(Whispering Gallery Mode简称WGM),以及高品质因数和低模式体积成为探索非线性光学、腔量子电动力学等研究的有力工具。微球腔应用于传感器领域,主要由于微球谐振腔自身内部或者自身与外界相互作用的灵敏反应,诸如频率或光谱的变化。一般地说,很多外部因素可对其造成影响,如改变耦合器件与谐振腔的距离,或让微小物体接近球外的倏逝场影响谐振腔的模式;从内部造成影响的方法则有改变腔内光程,例如球体的形变或者折射率的改变等。由于微球谐振腔的作用,使得生物传感器、温度传感器和加速度传感器的精度和灵敏度等性能指标大大提高。首先回顾了近年来微球腔特性的研究状况和微球腔的近期发展,并对微球腔的应用情况进行了简要介绍。设计了二氧化碳激光熔融系统,并利用其制备了微球腔。将单锥光纤用波长为10.6um的二氧化碳激光器熔融,通过调制脉冲控制对锥形光纤加工时间和温度,制备出了各种直径的微球腔。我们引用RS3100型纳米光纤拉锥机系统,拉制出锥区在1μm -5μm的锥形光纤。并且系统研究了拉制过程中拉制距离、拉制速度、氢气流量等重要拉制参数与双锥光纤光学传输特性关系。实验表明,拉制距离控制在30mm-32mm,拉制速度在0.15mm/s,氢气流量在140-150之间时,可以得到损耗在0.5dB-0.7dB,锥腰直径介于0.6μm-2.5μm的低损耗双锥光纤。最后介绍了微球腔耦合理论,分析了影响微球腔Q值的各种因素,并设计实验系统测量了当外界空气质量(水蒸气、粉尘颗粒)变化时,微球腔Q值的变化。通过透射谱的频移变化计算出了Q值的变化,结果表明:微球腔周围水蒸气的光吸收损耗和粉尘的散射损耗对微球腔的Q值影响较大,能够导致品质因数降低1-2个数量级。由于微球腔能够对空气环境的微小变化作出灵敏反应,为我们检测空气质量提供了一个新途径。