本论文采用改进的St(o)ber法-种子颗粒生长法合成高单分散度、尺寸可控的SiO2微球。探索了在最优条件下制备单分散度较高的SiO2微球的工艺技术。该方法克服了St(o)ber方法中二氧化硅胶体颗粒的成核迅速、对反应条件敏感使得St(o)ber法难以控制最终微球粒径的缺点。　　 采用垂直沉积法自组装SiO2胶体晶体，研究了制备高质量SiO2胶体晶体的影响因素，测试了胶体晶体的光学特性。用该法可以制备单晶胶体，同时可通过控制胶体溶液的浓度和生长温度，精确控制样品的厚度。　　 采用低转速、最优浓度的旋涂法制备单层非密堆积SiO2胶体晶体。该方法中，单分散胶体微球的尺寸、胶体微球溶液的浓度和匀胶机的转速是决定胶体晶体质量的关键。溶液的浓度与匀胶机的转速应适中，浓度太高或旋转速度太低会形成双层甚至多层结构，反之会使二维胶体晶体中形成空位。该方法的制备周期短，只需几分钟就可以得到有序排列的样品，且该方法简单、易于操作。　　 提出了一种制备纳米孔阵列的新方法-倒置半球模板胶体刻蚀法。该法制备纳米孔阵列的开口大小可通过等离子清洗机的功率、氧气流量及刻蚀时间来控制，即一种尺寸大小的SiO2微球可以得到多种开口大小的纳米孔阵列。该制备方法具有设计原理简单，制备方法巧妙，易于操作的优点。此外，该法可以在曲面上制备纳米孔阵列。　　 以制备的纳米孔阵列为模板，结合纳米孔上端小，下端大的尺寸分布特性，设计了各种金属纳米结构的实验方案，制备出单圆盘、双圆盘、圆环等各种形状的金属纳米结构。和一般常用的金属沉积和反应离子刻蚀制备金属纳米结构的方法比较，该制备方法的优点：制备简单，仅需要等离子清洗机刻蚀和金属沉积过程；可以在曲面上得到单圆柱的金属纳米结构，用于制备光学透镜。测试样品的光学特性，发现制备的纳米孔垂直镀金膜样品可以激发出表面等离子体共振。该制备方法可用来制备一些光学仪器如超棱镜，隐身衣等。