利用微纳光纤操作简单、 倏逝波耦合等特性，目前研究者们成功研制出多种基于微纳光纤的谐振腔。根据谐振腔结构大致可分为 三类 : 圈型谐 振腔(loopresonators)、结型谐振腔(knot resonators)和卷型 谐振腔(coil resonators)。 Sumetsky 等首先报道了将微纳光纤绕圈形成谐振腔的方法:将微纳光纤两端通过拉锥端与单模光纤相连，借助光学显微镜操作形成圈型结构。微纳光纤圈型谐振腔的耦合区依靠静电力、范德瓦尔力和摩擦力相互作用维持，谐振腔的自由光谱区取决于微纳光纤圈的大小，谐振峰的形状则与耦合系数有关，通过微调节光纤圈尺寸从而改变谐振腔的自由光谱区和谐振峰形状 。

由于圈型结构耦合区是通过相互作用力来保持，容易受到外界环境干扰，结构不够稳定，童利民等对结型谐振腔耦合区进行改进 ，通过将微纳光纤相互缠绕，增加微纳光纤间的摩擦力，形成结构更为稳定的结型谐振腔。 Jiang 等所制作的结型谐振腔的品质因子可达 10000 以上。 结型谐振腔可通过拉拽微纳光纤的一端来改变谐振腔的大小，而且谐振腔可以在低折射率衬底表面或者液体中稳定工作。Sumetsky 等报道了微纳光纤卷型谐振腔，它是多圈微纳光纤间通过倏逝波耦合形成的三维结构谐振腔。由于微纳光纤谐振腔具有高品质因子、小尺寸等特点，研究者们实现了多种微型光纤激光器。 Jiang 等用结型谐振腔实现了稀土掺杂的微型激光器。 实验使用 975nm 波长激光作为泵浦光，当最大泵浦功率为12.8mW时，最大输出功率约为 8μW。 此后他又实现了基于倏逝波增益的微纳光纤结型染料激光器。 近期，肖尧等在光学显微镜下将单根 CdS 纳米线折叠成微环反射镜，形成耦合的复合谐振腔结构，并通过游标效应选模，实现其稳定的低阈值单模激光输出 。

微纳光纤具有小尺寸、大表面体积比、强倏逝波传输特性等特点， 使它们对外界环境表现出高灵敏、快响应速度和较低的探测极极限等优势，因此在光学传感方面具有潜在应用价值。 Polynkin 等报道了一款基于微纳光纤的微流折射率传感器，并用其测量不同浓度的甘油水溶液的折射率，实验结果表明其测量精度约为 10-4 。Villatoro 等设计了一个用于测量氢气浓度的微纳光纤传感器， 实验中氢气浓度为 3.9%时，该传感器的响应时间约为 10s， 这比其它光学氢气传感器快了 3~5 倍。 谷付星等直接从掺杂的高分子溶液中拉制出具有特定功能的高分子纳米线，并通过微纳光纤倏逝波耦合的方式将光有效地输入 、 输出纳米线，研制成了用来检测湿度和气体浓度的光学传感器。 实验中，单根聚丙烯酰胺(PAM)纳米线可以检测35%~88%的相对湿度，响应时间约为 30ms，比现有的电学湿度传感器快 1~2 个量级; 单根溴百里香酚蓝(BTB)掺 杂 的 聚 甲 基 丙 烯 酸 甲 脂 (PMMA) 纳 米 线 对NH3 气 体 的 灵 敏 度 可 以 达 到 3ppm， 响 应 时 间 约 为1.8s，这比传统薄膜传感器快很多。 此外，微纳光纤在冷原子的俘获与传导、量子光学等领域也具有潜在应用价值 。