回音壁模式光学谐振腔具有极窄的模式线宽、极高的光子态密度、极强的模式光能量等性质,广泛应用于非线性光学,光电器件,激光器和传感器等研究。本文首先采用波导微环结构,研究了回音壁模式微环中的倍频特性。AlGaAs波导微环三层结构,依次为GaAs/Al_xGa_1-x-x As/Alo/Al_xGa_1-x-x As,其厚度为0.36μm、外环半径为6μm。采用形式双折射与角度准相位匹配相结合的方式实现相位匹配,当中心波长为1.68μm,功率为30mW的TE模式光入射时,单波长倍频转换效率达到15%,3dB带宽为1.68nm。其次,通过改变AlGaAs微环中的Al组分x、AlGaAs层厚度d来进一步拓展3dB带宽且提高转换效率;研究表明当AlGaAs微环的Al组分x从0.1⁰.7变化时,在中心波长为1.68μm,功率为30mW的TE模式光入射的情况下,会产生TM模式的倍频光,3dB带宽、倍频转换效率随着x的增加而增加,最宽的带宽可达到33nm,最高的转换效率可达到15.58%;其中在x≥0.4时出现多波长倍频,在1.38μm、1.48μm、1.68μm、1.83μm附近多个波长处实现倍频效应;当AlGaAs微环的AlGaAs层的厚度d发生改变时,倍频效应也会随之发生变化:3dB带宽、倍频转换效率随着d的增加而减小,最窄带宽为0.5nm,在0.7μm≤d≤1μm的范围内为单波长倍频,d≤0.7μm为多波长倍频。同时,本论文采用CO₂激光器熔融的方式制备了回音壁模式SiO₂微球,微球半径为82μm,仿真模拟了微球腔与锥形光纤耦合的过程,并分析了影响两者耦合的因素。