表面增强拉曼光谱技术局限在粗糙金属表面，这就使它很难成为常规的光谱分析方法。为了克服以上缺点，棱镜-波导耦合结构被引入拉曼检测领域。除了材料选择范围广和表面平滑之外，使用波导结构进行拉曼检测还有两个主要优点:首先，波导耦合辐射的方向性要远优于局域表面等离子体耦合辐射的方向性;其次，利用不同偏振态的导模进行激发可以实现偏振拉曼检测。为了进一步推动基于波导的拉曼检测技术的发展，本论文对波导耦合表面拉曼光谱技术进行了理论和实验研究。　　本文采用光学互易定理和菲涅耳公式相结合的方法，深入研究了银膜表面等离子体耦合辐射的方向性，波长色散特性以及表面选择性。计算结果表明等离子体波导与拉曼光谱检测技术相结合非常适用于表界面分析。理论研究了拉曼偶极子在金属包覆介质波导中的辐射特性。仿真结果表明，只要拉曼偶极子位于导模覆盖范围内（无论是导波层内部还是表面），其辐射的功率都能耦合成导模并以对应共振角定向辐射进入棱镜。导模的偏振态和耦合效率取决于拉曼偶极子的取向和位置。导模激发-导模耦合定向拉曼检测的情况下金属包覆介质波导的拉曼探测深度仅为消逝波穿透深度的四分之一。为了增强等离子体波导的拉曼检测灵敏度，首次提出使用纳米多孔金薄膜代替致密金属薄膜。由于传播表面等离子体共振模式可以同时和吸附在内外表面的分子作用，纳米多孔金薄膜的传感灵敏度和拉曼检测灵敏度都要比致密金膜高很多。采用溅射-低温脱合金方法制备的厚度可控，特征尺寸小的纳米多孔金薄膜无论是传播表面等离子体共振效应还是局域表面等离子体共振效应都要比常规纳米多孔金薄膜更优异。波导耦合定向辐射现象在针尖增强拉曼光谱检测技术中同样存在。采用导模激发-导模耦合定向拉曼检测的方法可以将针尖增强拉曼检测技术的灵敏度提高一个数量级以上。