针对目前集成电路和光学器件向微型化、集成化的发展趋势，以及构建大规模光电一体化集成系统的现实需求，基于SOI（Silicon On Insulator）的微环谐振腔由于其高集成度、与CMOS工艺兼容等优点，迅速成为了热点研究课题，并在高灵敏度传感器、全光网络、光陀螺、光开关等领域显示出了巨大的应用潜力。本文结合国内外的微环谐振腔的研究现状，采用理论推导分析与模拟仿真验证相结合的方法，研究设计并加工测试了多种基于SOI的微环谐振腔结构，旨在通过微环谐振腔的结构优化，提高谐振腔的Q值。首先，本文研究了基于回音壁谐振模（WGM）的微环谐振腔的理论，采用耦合模理论和光的干涉理论，对多种单微环和双微环谐振腔结构进行了理论推导和传输特性分析。详细讨论了串联双微环结构（2R1B）的谐振分离特性与两环周长比的关系和并联双微环结构（2R2B）的耦合诱导透明效应（CRIT）的产生条件。然后，建立了基于有限时域差分算法（FDTD）的多种微环谐振腔的模拟仿真模型，分别对单微环耦合双波导结构（1R2B）和并联双微环结构（2R2B）的参数进行了仿真分析和优化，并分析了其生物传感性能。仿真结果表明，基于CRIT效应的2R2B结构其生物传感灵敏度达到了223.3nm/RIU，约是单微环的3倍。最后，本文总结了仿真的微环谐振腔结构参数，并结合微加工工艺对其进行了版图设计和加工测试，为下一步的实验研究奠定了基础。