本文在亚波长直径氧化硅光纤的研究基础上，针对这些微纳光纤的实际应用开展了一系列深入研究工作，主要内容包括三个部分：玻璃基光学纳米线的制备及光学特性、光学纳米线的色散调控和基于氧化硅纳米线的光纤传感器建模。 第一部分主要研究玻璃基光学纳米线的制备和光学特性。首先，我们在两步拉伸法的基础上发展使用自调节拉伸法制备氧化硅纳米线，获得直径小至20nm仍保持极好直径均匀性的玻璃纳米线，这些玻璃纳米线的表面粗糙度小于 0．2nm，接近熔融法制备的玻璃表面粗糙度极限值，同时具有很好的机械强度和柔韧性。其次，在制备基础上尝试对玻璃纳米线进行精确剪裁，使用低折射率氧化硅气凝胶衬底支撑，组装成具有低光学损耗的线型波导、弯曲波导和分支耦合器等基本的微光子器件，为发展微光子器件提供了新的途径。最后，为解决制备材料受限的问题，进一步提出了使用局域熔化玻璃材料直接拉制高质量纳米光纤的方法，从磷酸盐、碲酸盐、硅酸盐玻璃等材料中制备出直径小至50nm的低损耗纳米光纤，大大扩展了纳米光纤的种类和功能，同时减小了对制备材料的量的要求。 本文的第二部分主要是在三层圆柱结构波导传输理论计算的基础上，对介质膜调控光学纳米线的色散进行了深入研究。纳米线波导的色散对于介质膜的厚度和折射率非常敏感，在纳米线表面镀上一层特定折射率的非吸收薄膜，就有可能在对波导其他单模传输特性影响很小的情况下对纳米线的色散进行较大范围的调节，提高了纳米线作为亚波长直径光波导在光通信、传感、非线性光学和原子波导等方面的潜在应用价值。 第三部分提出了使用这些玻璃纳米线作为单模光波导用于倏逝波光学传感器的研究设想。通过求解Maxwell方程的方法，计算了水溶液中氧化硅纳米线由·于水溶液环境微小变化而引起的传输光相位变化，并以此为依据估计该类传感器所能达到的灵敏度，初步建立氧化硅纳米线的光纤传感器模型，为纳米线实际应用于高灵敏度微型生物化学传感器提供了理论基础。