自从1998年美国Ebbesen科研小组在实验上观测到光在金属亚波长周期性孔阵列上的异常透射现象以来，亚波长金属结构对光波异常透射的物理机理及其应用一直都是学术界研究的热点。在光与亚波长金属结构的相互作用而引起的各种新颖现象中，表面等离激元起到了至关重要的作用。因此，对表面等离激元的激发方式、传输规律及调控手段的认识和探索，将在理论上加深和丰富人们对光与亚波长金属材料相互作用的认识；同时对基于金属表面等离激元的微纳光电器件的探究及设计，将促进新一代微型光电子器件、光电集成及全光回路等的研究进展。针对亚波长金属结构中表面等离激元的物理特性、传播规律、调控手段及相关应用等问题，本论文采用时域有限差分方法（FDTD）进行了较为系统的研究。本文的具体工作和研究结果主要有：利用数值模拟的方法对亚波长金属光栅结构中表面等离激元传播规律、行为的人工调控问题以及相关光学性质进行了比较系统的研究；通过对单缝、单缝填充介质、双缝、多缝复合加槽、三元复合金属光栅、斜入射等结构进行模拟计算了其透射谱和光场强分布，分析了透射增强的内在机理。认为，表面等离子体激元（SPPs）和类Fabry-Perot（F-P）腔是EOT现象的主要作用机制，而在多缝结构中相位共振会对透射谱产生一定影响，如劈裂的产生。研究了可见光到近红外频段的电磁波与表面等离子体亚波长复合金属光栅的相互作用，主要研究了这种亚波长金属光栅结构的色散特性以及电磁波在这种结构中的传输特性、光强分布、相位分布等物理性质。根据电磁波在亚波长复合金属光栅中的各种特性，提出了每个狭缝都含有一个垂直切口的双狭缝复合周期性金属光栅结构，研究了电磁波与这种结构的相互作用及光透射等各种特性。结果发现，当垂直切口在两狭缝中分布不对称时，该结构对电磁波的传输模式（偶/奇数波导模式）将出现不同的性质；特别是该复合周期性结构的传输谱在一定条件下出现透射最小值(dip)，该最小值的位置可以通过在狭缝中移动切口的位置进行改变。我们利用相位共振的原理合理解析了电磁波在这种含垂直切口的双狭缝亚波长周期性复合金属光栅中各种物理特性；研究还证明了垂直切口的几何尺寸对所研究的金属光栅中相位共振的影响，并结合模拟的场强和图像讨论了其物理特性。基于亚波长金属表面等离子体激元波的各种特性，研究了电磁波与金属-绝缘体-金属（MIM）光波导的相互作用及在这种波导中的传输特性。根据SPPs在MIM波导中特别是在缺陷型MIM波导结构中的物理特性，提出了一种新型的同侧双齿型MIM波导结构。深入系统地研究了SPPs在这种波导结构中的各种特性，发现此同侧双齿型MIM波导结构可以对电磁波实现滤波功能；通过调控双齿的几何结构参数，如齿的长度、宽度及两齿的中心间距等可以对滤波频率及带宽等进行有效调谐；在仅仅改变一个齿的宽度而另一个齿的宽度和其它参数保持不变的情况下，我们发现该结构对SPPs滤波的禁带宽度可以实现有效的调控；我们利用相位多重相消干涉原理合理解析了这些物理特性。由于该亚波长MIM光波导滤波器的带宽可调，该结构将对设计高集成的纳米光电器件提供一定参考价值。研究了介质圆盘金属-介质-金属光波导结构的电磁波传输、场强分布及多盘MIM结构的各种光学特性。发现多圆盘波导结构中多个圆盘的半径相同时，电磁波在其中的传输将会出现多个传播模式，且传播模式的多少与相同半径的圆盘的数量一致。同时我们发现在一个圆盘的臂膀位置对称放置两个半径、填充介质相同的圆盘时，此时的结构对电磁波的传输有漏模存在。这种多重复合圆盘结构对电磁波的传输具有调控特性。