传感器的诞生推动了人类文明进程,而现代信息技术的飞速发展又对传感器技术提出了更高的要求。光学传感器,凭借其灵敏度高、抗干扰性能强、用途广泛等优势被广泛应用在电学传感器无法适应的场景中。而基于激光的有源传感器因其本身自带光源,不仅减少了系统的复杂度,而且具备低功耗、小尺寸、易集成等优势。然而,传统半导体激光器对环境敏感度不高,且不易于集成,大大限制了其在传感领域的应用。基于以上背景,本论文创新性地采用对环境敏感的对称高对比度光栅（High Contrast Grating,HCG）来构成激光器法布里-珀罗谐振腔,以实现超紧凑、可片上集成器件。同时,该设计基于连续束缚态实现高Q谐振腔,并通过引入增益来补偿损耗,进而实现了低阈值激射。在激射的基础上探索了器件在气敏传感方面的性能。此外,基于高对比度光栅/金属结构实现了杂化等离子体激元体系,系统研究了耗散体系以及有源激光器在传感方面的性能,具体研究内容主要分为以下几方面:（1）论文首先将对高对比度光栅以及基于高对比度光栅的应用发展进行介绍,提出双光栅结构以及光栅与金属薄膜结合结构的设计思路。而后阐明衍射光栅理论的研究分析手段并给出用于高对比度光栅分析的解析解,双光栅中连续束缚态的介绍以及表面等离子体激元的色散关系。此外,还将介绍本论文中使用的数值仿真方法时域有限差分算法以及FDTD Solution仿真软件。（2）其次,对设计结构进行数值仿真,对单层高对比度光栅进行模式分析,并研究结构参数对其影响。结合光谱表现以及场分布特点对双光栅结构中存在的连续束缚态进行研究。引入有机染料工作物质实现激射,进行激光器光学性能的表征。在改变环境折射率的基础上,研究其气敏传感性能。（3）再次,基于高对比度光栅/金属薄膜结构实现杂化等离子体激元结构,研究其耗散结构以及有源激光器的光学性能并对比两种器件在生物传感方面的性能。