由于表面等离子体激元效应可以帮助实现微纳尺度上对光的调控,从而能够使基于该方式的光学器件的尺寸大大缩减并适用于各类集成小型化的设备。受限于传统表面等离子激发所用贵金属材料成本,发展可替代的等离子体材料以及基于相关材料的器件结构,TiN材料是一种传统的耐火材料,并且具有较好的导电性,其体介电常数在可见光波段存在正负的转变,具有等离子体共振特性。用FDTD软件设计并模拟分析了基于TiN材料的双聚体场增强特性以及其在拉曼增强领域应用的可行性、基于TiN材料的红外滤波器件及其特性等,为TiN材料在此类器件中的应用提供了理论支撑。在此基础上进一步采用磁控溅射方法制备了TiN薄膜,并分析工艺参数对制备薄膜特性的影响,为高性能器件制备提供了借鉴。本文的主要研究内容如下:1、研究了TiN二聚体纳米粒子之间场增强特性,发现TiN二聚体可用于SERS基底制备。在此基础上进一步提出基于核壳包覆的Au@TiN二聚体的结构,获得较高增强因子的同时兼顾二聚体纳米粒子稳定性。经过优化获得增强因子达10~9的Au@TiN二聚体的结构。2、设计了一种基于TiN的近红外光学滤波器,通过FDTD仿真研究结构参数变化对滤波器的峰值波长、半峰宽等特性的影响。通过调节TiN光栅结构实现透过波长从0.8μm到2.5μm的调节。最终调得TiN和光学黏附剂的厚度,获得峰值位于2.0μm半峰宽度为21.26nm的红外滤波器。3、研究TiN薄膜磁控溅射工艺以及大气氛围下高温退火对TiN薄膜材料特性影响,发现高温处理对于磁控溅射制备的TiN薄膜具有分解作用。通过表征分析高温处理前与后薄膜的形貌、成分以及光学参数变化,发现沉积氛围和在大气环境下的退火工艺对TiN薄膜特性具有较大影响。