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表面等离激元是束缚在金属-介质界面上的自由电子集体振荡与电磁波的耦合模式的元激发。利用表面等离激元的亚波长界面束缚特性,可以设计突破传统光学衍射极限的纳米光学器件,这为高集成度光学芯片的实现提供了可能。表面等离激元的性质强烈地依赖于金属纳米结构的形貌、尺寸以及周围的介质环境,这既为超灵敏生物检测器和传感器的开发敞开了大门,也为微纳尺度上光学器件的设计奠定了基础。围绕表面等离激元的亚波长界面束缚性及局域电磁场增强特性,本论文在理论上研究了Kerr效应对表面等离激元的调控,并设计出基于表面等离激元的微纳聚光器、微纳偏振滤波器和微纳多通道带通滤波器。研究内容包含四个部分：1、基于Kretschmann结构的可调控聚光器的设计。Kretschmann结构中所激发的表面等离激元可以诱导Kerr效应产生光学双稳态。在这样的结构中引入聚焦结构后,聚焦光斑尺寸以及焦深都将受到入射光强的双稳态调控(焦距不变),且它们都在亚波长的尺度范围内。2、基于银纳米孔阵列的偏振滤波器的设计。表面等离激元模式依赖于波导的尺寸和介电常数。据此,在特殊的银纳米孔阵列中填充Kerr介质段后,输出光将受入射光强调控且偏振方向固定。该部分还分析了当纳米孔中表面等离激元诱导介质产生Kerr效应时,输出光强度受入射光强度双稳态调控的机制。3、基于MIM波导结构的多通道带通滤波器的设计。在MIM波导结构中引入三个级联介质腔,让各腔的中表面等离激元模式产生相互作用,从而形成新的联合共振模式,透射谱中的自由光谱范围(FSR)也因此而减小。随着级联腔内Kerr效应的产生,输出共振波长将受到入射光强调控,这将使滤波器的应用更加灵活。4、低维金属纳米结构的制备。通过溶胶凝胶法合成出-些形貌和尺寸都比较均匀的低维金属纳米结构。这些低维纳米结构具有晶体结构良好、缺陷较少、表面粗糙度很低等优点,是研究表面等离激元的理想实验载体。