近些年来,面向高速发展的社会和急剧增长的信息量对光通信技术的重大需求,旨在解决传统光通信中器件体积大、速度慢、集成度低、衰减快等实际问题,研究表面等离激元(surface plasmon polaritions,SPPs)的新效应和新现象,在理论上和实验上实现微型化、集成化、功能化、高速化的纳米光子器件,为未来集成光学中的光信息的传输和处理提供新的依据和方法。表面等离激元是金属表面上的束缚电磁波,能突破衍射极限,并且具有巨大的局部场增强效应,因此在纳米光子器件及非线性光学等领域具有重大的应用前景,也是光-电结合的有效桥梁。本文主要研究光波导的一些性质,传统的SPP波导大多是在介质和金属表面激发SPP,而这种SPP损耗比较大,衰减比较快,这是由于金属本身不可避免的欧姆热损耗；但是此金属波导一个很重要的优点就是它对电磁波能量的局域性比较好,这对于长距离电磁波传输是一个很重要的特性；相反,电磁波在介质波导中传播的损耗非常小,但是介质波导有一个很大缺点就是它对电磁波能量的局域性很差,这使得电磁波在传播过程中很容易扩散到其他方向上。基于以上普通SPP波导和介质波导的特点,提出了一种新的波导-表面等离子体混合波导。本文研究的混合波导是由高折射率的半导体纳米线Si(圆柱型波导)嵌入到不同低折射率介质中,同时衬底是一块金属薄膜(SPP波导)形成的；其中低折射率介质包括氟化镁(MgF2)、二氧化硅(SiO2)、氧化铟锡(ITO)和二氧化钛(TiO2)。由于圆柱型介质波导和表面等离子体波导在中间低折射率介质层发生耦合形成混合等离子体波导,研究了这种波导的基本特性,包括波导的有效模面积,传播长度,模式特性,耦合强度和品质因数等。研究结果表明通过调整此结构的尺寸和电介质材料我们可以使传播距离达到毫米范围,同时仍保持有效模面积局域性。这种方法对于设计出高品质的等离子体纳米激光器非常重要同时也为实际的光学器件设计起到非常重要的作用。具体内容分为以下几个部分：1.简单介绍了论文的研究背景、表面等离激元的产生过程和研究意义。对金属的Drude模型进行了简要描述。2.简单介绍了表面等离激元色散关系及基于表面等离激元波导,最后讨论了基于表面等离激元波导的损耗问题。3.简单介绍了常用几种激发表面等离激元方法和两种常用的数值计算方法-FDTD、FEM方法。4.提出了基于表面等离激元金属/介质混合波导,并利用数值分析分法进行结构仿真及理论分析。通过混合波导中间介质的折射率和半导体纳米线Si的直径来影响波导特性。包括波导的有效模面积,传播长度,模式特性,耦合强度和品质因数等。综上所述,本文的工作对于基于表面等离激元的光学器件尤其是混合光波导的研究具有一定的意义,为进一步设计出高品质的等离子体纳米激光器提供了一定的理论依据,也对基于亚波长尺度的光学器件的仿真和设计具有一定的借鉴意义。