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表面等离子激元（Surface Plasmon Polaritons,SPPs）通常是指光频段存在于贵金属表面的一种高度束缚的表面波电磁模式,是金属表面自由电子在外部电磁场诱导下而产生的集体共振,局域在金属表面并沿着金属与介质交界面传输（[1]）。这种高束缚态表面波具有显著的亚波长约束、近场增强以及慢波等特性。然而在低频段（微波、太赫兹和中红外）,金属可以近似为理想导体,表面等离子激元模式不复存在。研究人员通过在金属表面刻蚀周期性孔洞以降低金属的等效等离子体频率,实现了表面模式的高度局域化和亚波长约束,称之为人工表面等离子激元。近来,学者发现利用波导结构色散同样可以在两种介电常数为正的材料交界面实现等效表面等离子激元（Effective Surface Plasmon Polaritons,ESPPs）和局域型等效表面等离子激元（Effective Localized Surface Plasmons,ELSPs）。本文研究了ESPPs和ELSPs的基本电磁性质,并提出了多种基于ESPPs和ELSPs的微波器件和波导结构,主要包括:1.提出了一种基于ELSPs的谐振器,该谐振器由长度小于矩形波导横向尺寸的空气腔和围绕腔体的金属细线构成。由于空气腔的长度和矩形波导横向尺寸不同,空气腔内空气的等效介电常数与矩形波导内空气的等效介电常数在某一频段内呈现异号特征,形成ELSPs模式并发生谐振。该谐振器结构简单,谐振频率可调性强,可用于波导带通和带陷滤波器的设计。2.提出了一种基于ESPPs的宽带能量吸收波导结构,利用传统矩形波导中结构色散诱导的ESPPs模式和共形转换光学理论,在微波频段设计了一个宽带能量吸收结构,实现了矩形波导中TE10模式的宽带能量吸收。3.研究分析了多层波导系统中ESPPs模式的传输特性,并提出了基于ESPPs的信号隧穿波导结构及ESPPs功分器,利用等效ENZ（Epsilon-Near-Zero Media）通道的窄波导连接两个等离子波导,实现了ESPPs模式在笔直通道和90度弯折等效ENZ通道的隧穿效应。同时,可通过改变等效ENZ通道窄波导的横向尺寸实现隧穿频点的灵活调控。利用ESPPs模式在多层波导系统中的耦合效应,设计了低损耗,高性能的ESPPs功分器。