表面等离激元(Surface Plasmon Polaritons, SPPs)因其具有独特的光学特性,可以突破传统光波的衍射极限尺寸,并且具有局域场增强效应以及异常色散等显著特性,在未来光器件,如光存储,光开关和光滤波等方面具有广泛的应用。本论文基于SPPs在介质波导中传输的基本理论,探讨了在不同波导结构参数条件下结构性能的变化,结合液晶材料和光纤波导,探索基于SPPs的光滤波器,光开关以及光传感器的应用前景。论文的主要内容如下：(1)讨论了波导结构中SPPs激发条件及其基本原理,在此基础之上,对具有对称双环结构的光波导性能特性进行了分析,主要分析了结构参数w,d和r对于波导透射性能的影响,说明环和矩形波导的宽度d以及平均半径r对特征波长有显著的影响,而间距w仅对透射值有较大的影响；基于对该结构数值计算的结果,得出该结构光波导可以作为光带通滤波器的结论；同时,通过仅改变双环与矩形波导的位置关系,得到了可以作为光带阻滤波器的新结构模型。(2)改变上述具有对称双环结构光波导的对称特性,如环的平均半径,矩形波导和环之间的耦合距离等,使结构具有非对称特点。对具有非对称双环结构的光波导进行数值分析,结果表明,非对称结构较对称结构而言具有更加优良的上升宽度参数,说明较为微小的透射谱平移便可以将某一波长处的透射曲线由波峰变为波谷。利用非对称结构的这一特点,在非对称双环中注入型号BL009型液晶,由于液晶材料的双折射特性,当环内外电压变化时,液晶的有效折射率会随之发生变化,导致结构透射谱发生移动,从而实现在某波段附近的“开关”效果。这一研究,为波长可变化的微结构电压控制光开关提供了一种可能。(3)在光纤的纤芯上沉积一层金属薄膜层,在纤芯和金属分界面激发SPPs。从理论上计算了金属薄膜厚度与结构中介质的折射率等相关参数的函数关系,并对其进行了数值仿真,研究结果表明,在一定的薄膜厚度条件下,该结构对于某折射率范围内的介质折射率变化“敏感”。利用该结构对外层介质折射率敏感的特性,可以将该结构用于制作光纤传感器。总之,论文的研究工作以波导中的SPPs为出发点,对波导的结构和功能进行了探索,为微结构光学器件的研究提供了参考。