表面等离子体共振(SurfacePlasmonResonance，简称SPR)是指金属表面自由电子的密度波动现象。它与表面性质关系密切，因此在表面以及界面的光学性质研究中有重要的意义。近年来，在生物医学、气体化学检测、微小角度和位移测量等领域得到广泛应用。本文提出了SPR传感技术在纳米精度几何量测量领域的新应用，具体内容包括纳米指零和空气折射率测量两项内容。 以麦克斯韦电磁理论和微扰理论为指导，对表面等离子体波在光强调制、相位调制、角度调制、波长调制四种工作方式下的系统灵敏度进行了分析，为优化设计SPR传感器结构和选择材料提高了可靠的依据。 提出了一种基于表面等离子体共振的纳米指零新方法。采用四层材料棱镜-金属膜-空气-光纤结构作为SPR激发结构，当空气层厚度改变时，系统的透射光强发生变化，从而可以用于指示零位。SPR传感器采用半球形端面的光纤探头，避免了金属膜与光纤端面的平行度调节的困难。使用平行平面分割法，实现了半球形端面光纤接收的透射光强的简化计算。与高稳定性位移测量仪器—差动双频激光干涉仪(DDFI)进行了比对，实验结果证明了简化计算方法的正确性；在1℃/h环境温度条件下，SPR纳米指零系统30分钟内的定位重复性最大偏差达到12nm，分辨率为0.3nm。 设计了一种斜四面体棱镜，它既是干涉仪的测量镜，又是SPR激发器件，从而实现了干涉仪和SPR指零传感器的集成。这种集成系统能够减小普通干涉仪的漂移误差，实验结果表明在1℃/h环境温度条件下，光程差为300mm的普通干涉仪的漂移误差从60nm减小到10nm。 空气折射率修正是干涉仪纳米精度位移测量中不可缺少的环节。本文设计了一种大量程的表面等离子体波空气折射率测量装置，测量范围为3×10-4，分辨率优于1×10-5。并通过抽真空实验进行了标定。