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表面等离子体激元(surface plasmon polaritons or SPPs)作为一种新型的能量和信息的载体，已经开启了纳米光子学的一个新的分支——等离子体光学。SPPs是一种在金属表面传播的表面电荷振荡和电磁场的相互作用混合模式，其振幅在界面两边是衰减的。由于可以将电磁场局域在突破衍射极限的尺寸，SPPs引起了大量的学者的研究兴趣，各种各样的基于等离子体的器件层出不穷，在各个领域诸如光子芯片集成，太阳能电池，生物化学传感以及光计算机都有着广泛的应用。
金属-介质-金属(metal-diecletric-metal or MDM)型波导由于具有长程传播和器件结构简单的优势，展示出了在全光器件设计上的潜力，被认为是未来最具有希望的光子电路集成的的组元。尤其是当这种等离子体波导跟纳米谐振腔相互耦合的时候，所形成的谐振腔系统可以提供各种新的功能，同时也可以用于改进器件的性能。比如可以作为折射率传感器、滤波器等各种器件，作为折射率传感器时，由于其高的集成度和高的灵敏度，在光学器件集成方面有广阔的应用前景。
另一方面，近年来研究者对于fano共振的物理机制进行了广泛的探讨，研究Ag纳米柱二聚体的光谱响应并对其产生的fano谱形进行调制，不仅在理论上而且在现实应用中，尤其在纳米天线中有着广泛的应用，运用于光通信系统中发射和收集光线信号，纳米天线收集的是光线而不是无线电波，体积也只是普通天线的百万分之一，因此集成化度非常高。
这篇论文主要对本人研究生期间在以上所述方向上的研究工作做一个总结。主要内容安排如下:
第一章:介绍了纳米光子学、SPPs的研究背景;从理论上简略描述了SPPs性质，介绍了表面等离子体的应用领域和应用前景，同时还简单描述了研究SPPs的数值工具。
第二章:主要由三部分组成。第一部分，简要介绍时域耦合模理论(coupledmode theory，CMT)以及MDM型表面等离子体波导的色散和光传输特性。第二部分，通过时域有限差分法(FDTD)对我们所设计腔-波导复合结构进行数值模拟，并与第一部分的理论结果相印证，从理论上分析该结构的透射特性;第三部分，通过时域有限差分法(finite-difference time-domain or FDTD)对在第二部分提出的理论预测进行数值验证，并讨论用于作折射率传感器的优势。
第三章:介绍Ag纳米柱二聚体的相互耦合机制，由三部分组成。第一部分，简要介绍下研究背景，对Fano共振做一个简单的介绍。第二部分研究表面等离激元的共振;第三部分介绍Ag纳米柱二聚体的相互耦合机制，运用Optiwave FDTD进行模拟，并通过调节参数对其谱形进行调制。
第四章，对本论文进行了总结和研究展望。总结了本文的创新成果和不足，并叙述了该方向上可以进行的下一步研究。