当入射光照射到纳米尺寸的金属结构时,可以在金属表面产生表面等离激元,对这一现象的研究也逐渐深入,越来越引起纳米领域的科学家的关注。表面等离激元是指当金属表面的自由电子与入射电磁波相互作用时,在一定条件下产生的一种混合激发态,详细来说即沿金属表面传播的疏密波。当电磁波与等离子体波相互作用时,尤其是等离子体波振荡频率电磁波频率与相同时,就产生了等离激元共振,其表面电场强烈增强。表面等离激元受纳米粒子的材料、形状、周围介质组成成分等因素的影响。这些特性使其广泛地应用于近场光学,纳米电子学,光电子学等领域,同时对其应用主要有纳米光学器材、纳米光回路,纳米波导等。本文利用时域有限差分法,主要研究基于光栅的纳米银球对结构中的等离激元共振吸收特性。本文主要分为四部分。第一章主要阐述等离激元学的产生以及后来的发展,然后介绍等离激元学目前的研究热点以及应用范围。第二章主要介绍表面等离激元的基本理论,产生机理,表面等离激元的激发途径以及球形离子的等离激元共振特性。第三章主要介绍本文所采用的时域有限差分法的发展进程,基本原理,数值稳定性与数值色散,以及介绍该方法的几种吸收边界条件。第四章主要论述将时域有限差分法应用于基于光栅的纳米银球对结构中的等离激元共振吸收特性的研究中。首先利用FDTD法模拟在线性偏振的单色平面波照射下,真空中的一对纳米银球周围的电场分布,结果显示对于半径为40nm,间距10nm的纳米银球对结构来说,在波长为300-1000nm范围内的入射光照射下,其共振峰唯一,在400纳米附近。金属球球心连线中点区域有很好的能量局域性,两球之间的区域的电场强度为周围区域电场强度的近两倍。将上述结构作为对照组,进而研究基于光栅的纳米银球对在同样的入射光照射下,两纳米银球对间中点处的电场增强效应,以及在入射光波长为629.237nm处的各结构的电场增强效果。结果显示,对比对照组,该结构在入射光激励下可产生强烈的局域表面等离激元。耦合效果可使两纳米银球对间中点处的电场增加近2.5倍。进一步研究显示该耦合效果对结构参数敏感,例如光栅宽度,光栅间距,光栅高度,二氧化硅膜厚度,光栅与纳米银球对的相对位置等。