随着科学技术的发展，对精密位移测量的需求越来越高。传统的位移测量方法有电学和光学两大类。其中利用材料在形变的情况下产生的电量(压电效应)和电阻率的变化(压阻效应)可以间接测量位移量，该方法原理简单，基于不同的结构设计发展出了多种探测器。随后，差动电容检测技术也应用到位移测量位移中。采用一种单悬臂梁或者双悬臂梁结构，位移变化引起两边电容大小的改变，采用差动技术能有效克服非线性效应的影响。光学方法主要侧重于干涉计量技术的应用。本文重点探讨双面金属包覆光波导的色散特性，分析其灵敏度，并技术上提出了一种微小位移测量的新方法。 本文首先介绍了表面等离子体共振和泄漏模传感器的原理和应用情况，指出由于待测物质置于指数衰减场中而使其灵敏度受到严重限制。在此基础上利用双面金属薄膜包覆波导，提出了将待测物质置于电磁场以振荡形式存在的导波层。其后对金属包覆光波导的色散特性以及TM<,o>和TM<,l>模式特性作了分析。 其次，介绍了利用自由空间耦合技术，在双面金属包覆光波导中激发超高阶导波模式的情况。自由空间耦合技术不仅避免了光栅、使光棱镜等欧和远见，而且它可以使光的入射角趋向于零度，从而为超高阶导模激发创造条件。超高阶模式不仅全高半宽小，对导波层参数变化非常灵敏，而且，模拟和实验结果还证实了超高阶导模具有偏振无关特性。基于金属波导中的超高阶导模一些典型应用，例如：梳状滤波器和电光调制器等也作了介绍。利用双面金属包覆光波导中超高阶导模的特性，我们提出了亚毫米尺度光波导的位移传感设想，根据衰减全反射曲线对导波层厚度的敏感特性，分析了两种可以监测位移变化的方案：其一，监测反射光斑中m线的移动；其二，将传感器的角度固定，而监测反射光光强的变化。理论分析表明，直接光强探测方案灵敏度更高，并且数据处理相对较简单。随后，针对实验中的光源(半导体激光器)存在较大发散角的情况，采用高斯光束模型改进了计算衰减全反射吸收峰的方法，得到了切合实际情况的结果。此外，亚毫米尺度平板波导的平行度是实验中必须考虑的一个重要因素，我们从多光束干涉角度对该问题进行了分析，得到对实验有指导意义的结论：平行度小于10<-6>弧度时，影响可以忽略。 其后，结合理论分析，进行了实际的位移传感实验。重点介绍了探头设计、测试系统、稳定性问题以及最终的实验结果。利用直接光强测量的方法我们得到的位移灵敏度为1.7纳米，利用锁相技术屏蔽外界噪声后，灵敏度进一步提高到3.3皮米。 精密的位移测量为很多其他物理量的测量奠定了基础，本文最后根据位移探测器的结果，提出了基于平面光波导的加速度传感器设想，分析了它的理论模型并用Matlab仿真得到了相关实验参数，搭建了具体的实验平台。