导体中表面等离子体极化激元(Surface Plasmon Polaritons,SPPs)的发现，使利用金属微纳结构来控制光波的传输成为现实。由于等离子体微纳结构的光学特性具有较强的可调谐性，对表面等离子体极化激元的研究已经取得了许多有趣的新进展。比如：反常光透射现象、等离子体诱导透明现象(Plasmon-Induced Transparency,PIT)以及Fano共振。基于Fano共振谱的非对称线型和PIT现象的可调性，其在光开关，生物传感，慢光，非线性光学等领域都有巨大的潜在应用价值。本论文通过理论分析和数值模拟方法研究了金属微纳结构中的Fano共振和PIT现象，并且分析了手性超材料的光学响应特性，探讨了其潜在的应用价值。　　第一章概述了SPPs的性质和研究进展。对于表面等离子体极化激元的性质，主要以金属-绝缘体(Metal-Insulator，MI)界面为例介绍了MI界面上的SPPs和SPPs的激发方法，分析了SPPs的电磁场分布、特征长度以及色散关系。关于表面等离子体极化激元的研究进展，我们主要介绍基于表面等离子体极化激元的反常透射现象、表面增强拉曼光谱和表面等离子体极化激元激光。　　第二章我们主要研究了由正三角形和劈裂环组合而成的等离子体微纳结构的光学特性，实现了偏振相关的Fano共振。基于等离子体微纳结构本身的对称破缺，调节入射光的偏振方向实现了对Fano共振的主动调控。正三角形的尺寸和方向很好地控制了其和劈裂环之间的耦合强度以及耦合方式，通过调节其参数实现了对Fano共振位置的调节。在这个工作中，我们同时考虑了对称破缺与偏振对Fano共振的影响，有助于开发新的Fano共振的微观机制，在Fano光开关和生物传感等方面具有潜在的应用价值。这个工作已经被“Journal of Optics”选作为“Highlight of2014”。　　第三章我们主要研究了劈裂环-正三角形微纳结构中的等离子体诱导透明现象。基于对称破缺，通过调节入射光的偏振方向能够对平板超材料的等离子体诱导透明窗口实现从有到无的控制，实现了平板超材料的开关功能，并且开关效率达到了95％。正三角形的尺寸很好地控制了其和劈裂环之间的耦合强度，通过调节其大小能够调节等离子体诱导透明谱的调制深度。劈裂环-正三角形平板超材料的透射谱对周围介电环境折射率的变化展现出高的敏感度，在等离子体传感方面展现出巨大的潜在应用。　　第四章我们提出并研究了圆环-正三角形组合而成的等离子体微纳结构，实现了偏振不敏感的等离子体诱导透明现象。圆环的四极共振模式与正三角形的偶极共振模式之间的相消干涉导致了等离子体诱导透明现象。不同于前面的研究，我们通过对称度不相同的两个等离子体微纳结构的组合，在不同的结构参数下均实现了几乎完美的偏振不敏感的PIT现象，证明了对称度不相同的等离子体微纳结构的组合也能够实现PIT现象的偏振不敏感特性，为开发偏振不敏感器件以及实际应用开辟了一条新的思路。考虑到对偏振不敏感特性的实际需求，这将有助于促进偏振不敏感的等离子体诱导透明的发展。　　第五章我们研究了由双层的半圆弧构成的双半圆弧手性超材料，在可见光和近红外波段实现了双带的光学响应。通过半圆弧上的电荷密度分布，分析了手性超材料的光学特性。我们讨论了半圆弧的结构参数及旋转角对提出的手性超材料的光学特性的影响。通过调节旋转角实现了双带的光学响应并在近红外波段得到了0.47的圆二向色性。相比于前人的工作，我们提出的手性超材料具有简单的几何结构以及在可见光和近红外波段拥有更多的功能，这在集成光学，等离子体增强传感和圆二向色性谱分析中展示出潜在的应用价值。　　第六章我们对本论文的工作做出了简单的总结，并对下一步的研究工作做出了规划。