表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance,SPR）传感器,相比于其他传统生物传感器,展现出了众多优势,如无需标记、检测速度快,可实现实时动态检测等,因此在生物医学、环境检测、食品安全、分子识别等领域得到了广泛应用。然而,随着检测要求的不断提升,提高传感器性能势在必行。因此,本文提出了利用光子晶体与石墨烯改进传感器性能,首先通过仿真计算传感器最优化参数,然后依据最优化参数制作相应传感器件,最后完成了器件的性能测试与表征。本文主要工作总结如下:（1）基于光子晶体增强的SPR传感器仿真研究（PC-SPR）。首先,利用传输矩阵的方法对传感器从光的入射角度,金属膜层的厚度,缺陷层的厚度进行仿真与优化。仿真结果表明,在最优化的结构模型prism/TiO₂/（SiO₂+TiO₂）³/Si/SiO₂/Au下,在折射率为1.31-1.37范围内最大的平均灵敏度为2227.0nm/RIU,最高品质因数（FOM）为111.35RIU^-1。（2）光子晶体增强的SPR传感器的制作与表征测试。实验结果表明1.31-1.37的折射率范围内可得到2659.1nm/RIU的平均折射率灵敏度,在外界折射率为1.33时,FOM可达86.31RIU^-1。在外界折射率为1.35时,其FOM可达103.24RIU^-1,与传统的prism/Au（CSPR）传感器相比,取到了4.67倍的提高。（3）光子晶体增强型石墨烯修饰的SPR传感器研究（PCG-SPR）。首先我们通过仿真计算了石墨烯的引入对于PC-SPR传感器和CSPR传感器的影响,然后,我们将单层石墨烯通过一步转移石墨烯的方法成功转移到前面所制作的PC-SPR传感器上,制作出PCG-SPR传感器,并对其进行表征和测试。测试结果表明在外部折射率为1.35时,其FOM可达24.8 RIU^-1,是传统的CSPR传感器的1.51倍。