伴随着光通信朝着超高速、超大容量、超长距离方向的快速发展，人们对器件工作性能和集成度的要求不断提高，光电器件的微型化已成为光通信及相关领域研究与应用的重要趋势之一。其中，微纳光波是研究微纳尺度光子学现象和构筑微纳光子器件的重要基石，具有结构紧凑、光场约束能力强、损耗低、易于集成等优异性能，已经成为当前微纳光子学领域的研究热点之一。　　随着不同类型微纳波导的出现，功能性、可调控性等特征成为目前微纳光学领域研究者关注的热点之一。基于功能光电材料，譬如电光、声光、压电材料等，以及器件结构设计，可以实现常规器件难以实现的功能，譬如巨波导色散、大非线性系数、异常传输等特性。本论文围绕可控波导的特性开展了研究工作，对微纳光波导的传输特性以及应用开展了相关研究。主要工作包括：　　(1) 数值研究了铌酸锂微纳波导的色散特性及其调控能力，获得了波导参数及外场条件对其色散特性的影响规律。设计了一种具有中间铌酸锂材料包层的三层波导结构，理论推导了该微纳波导的本征方程，重点对其在可见光波长 633 nm和光纤通信波长 1550 nm时的色散特性进行了研究。通过改变光纤的内芯直径或者改变铌酸锂薄膜厚度，实现了色散超大范围的变化。而且，利用铌酸锂材料的电光特性，通过施加外部偏压，可以对光纤的色散特性进行有效的调控。　　(2) 数值研究了铌酸锂微纳波导的宽波段色散补偿特性，获得了其在中红外波段色散特性的调控规律。设计了一种具有硅/铌酸锂混合结构的三层波导，发现铌酸锂微纳光纤具有很大的群速度色散值，可以作为中红外波段宽带的色散补偿器。重点探讨了光波长为 3μm、4μm和 5μm 时的群速度色散值，并且对由硅芯直径大小改变和铌酸锂包层厚度改变所引起的群速度色散值的改变开展了讨论。同时，讨论了外加电场强度时对该光纤群速度色散值的调控作用。数值计算结果表明，通过选取不同的结构尺寸可以实现光纤群速度色散的调节，通过改变材料的光学参数也可以调节光纤群速度色散。　　(3）数值研究了空芯铌酸锂微纳光波导的传输特性，并获得了其在超连续光谱产生方面的调控规律。设计了一种空芯铌酸锂纳米光纤，并且对其模场特性、能量密度、色散特性、模场直径以及非线性参数进行了数值计算分析。数值结果表明，该空芯铌酸锂纳米线在空气芯层内具有很强的光场，可以用于增强光与物质的相互作用。在空芯铌酸锂纳米线外表面，具有很强的倏逝波，可以用来实现与其他元件的光场耦合。此外，空芯铌酸锂微纳光纤具有小的模场直径和大的非线性系数，对于非线性光子器件的设计和应用具有十分重要的指导意义。　　(4）首次基于等离子体隧道效应实现了光的异常反射现象，获得了结构参数对其异常反射行为的影响规律。基于金属-介质-金属(MIM)结构，对由 MIM组成的隧道结进行了研究。推导了该结构的隧道电流密度、隧道电导率以及隧道阻尼常数之间的关系式，并且分析了粒子质量和隧道结势垒高度大小对隧道电流密度，隧道电导率以及隧道阻尼常数的影响。利用所获得的阻尼常数范围，通过对所设计的由两个周期性MIM结构级联组成的超表面进行电压调控，当一束波长为 3μm，x方向上偏振的电磁波入射到该超表面时，可以产生恒定的相位梯度，并且这个相位梯度常数可调。通过改变施加在每个MIM微纳波导单元上的电压值，本文所研究的基于等离子体隧道效应的 MIM超表面可以实现 0°到 15°范围内异常反射角的调谐。研究结果对发展新型可调谐微纳光子器件提供了参考。