光学生物生物传感器在近十几年中发展迅速，以其抗电磁干扰能力强、灵敏度高、可探测微量元素的存在等诸多优点而在各领域得到广泛应用。随着硅基波导材料的应用与现代微机械加工工艺的的发展，光学生物传感器越来越向着微小型化、智能化与实时监测等方向发展。本论文SOI硅基材料为基础，设计并加工微纳米级光学器件，在加工好的光学器件上进行表面修饰构成光学生物传感器的敏感单元，并对各阶段表面分子膜层的特性以及整体结构的生化特性进行分析。本文主要研究如下：1.从理论上对硅基微纳结构之间的耦合进行分析，应用FDTD软件对波导微环腔进行数值仿真，分析微环腔半径、波导宽度等参数对整体结构耦合系统的影响，通过有限时域差分法确定了光栅、微环腔、波导等的加工尺寸并进行优化。2.了解微机械加工工艺，采用紫外线曝光、电子束刻蚀、ICP深度刻蚀等工艺并完成硅基微纳结构的加工制备。3.采用层层自组装分子膜技术，利用共价键键合的方式将葡萄糖氧化酶固定在加工好的硅基微纳结构上，完成敏感单元的制备。4.应用接触角分析、XPS分析以及AFM扫描技术对表面膜层的物理化学特性进行分析，确定表面修饰过程中结构表层生物分子膜的生成特性。5.搭建实验平台，对修饰完成后的硅基微纳器件进行测试。利用温控板对实验过程中温度进行调控，测得在40oC时结构表层酶活性达到顶值，并对浓度范围1%-7%的葡萄糖溶液进行测试，测得不同浓度与谐振波长位移的线性曲线，葡萄糖溶液浓度每上升1%，谐振峰值位移为80nm。