等离子体是包含大量非束缚态带电粒子的物质状态。等离子体通常具有一定的非均匀性,当等离子体非均匀性的特征尺度远小于等离子体中波动模式的波长时,系统呈现典型的亚波长特性。在强约束条件下亚波长、非均匀等离子体中会产生局域共振模,导致在小范围产生一系列大幅度振荡模式,使得系统能量在局域范围内聚集起来。在小尺度上,呈现出局域场增强、表面激元共振等效应;相应地在宏观层面,常常伴随着系统能量聚焦、转化和输运等过程;因此在等离子体调控电磁过程方面具有独特的技术优势和良好的应用前景(例如空天高速目标电磁通信探控等)。本文围绕亚波长非均匀等离子体中的本征模问题,针对三种非均匀等离子体结构重点展开了以下三个方面的研究:“离散型”非均匀掺杂尘埃等离子体链中的局域本征模的特性和机制研究,“截断型”非均匀等离子体结构中的表面激元共振现象及其对天线远场辐射的影响,“渐变型”非均匀等离子体中的共振模式转换现象及其对电磁波能量吸收的影响。围绕“离散型”非均匀掺杂尘埃等离子体链中的局域本征模,本文结合理论分析和数值模拟两种方法研究了这些局域模的性质,并进一步分析了该现象背后的物理机制。首先我们从理论上给出了掺杂尘埃链中颗粒在平衡位置附近线性小幅度振荡所满足的特征方程组,并由特征方程组系数行列式为零求解,从理论上得到了局域模频率及其满足的色散关系。结果表明局域模本质上是颗粒振荡所满足特征方程的分立谱本征态。然后我们数值模拟掺杂尘埃链中颗粒在无外部驱动时的“热噪声”运动,并对颗粒随机振荡的时空关联信息做二维傅立叶变换,用数值模拟方法得到其色散关系,发现在连续谱之上存在一系列分立的频率峰,正是理论求解得到的具有分立谱的局域模。分析表明这些离散的本征模是由尘埃和杂质颗粒构成的束缚结构中的本征态,当且仅当振荡频率满足共振条件时才能被激发出来。围绕“截断型”非均匀等离子体结构中的表面激元共振现象,本文研究了激元共振的性质及其对天线远场辐射增强的影响。理论分析首先给出了等离子体结构中静电势满足的特征方程组,并得到一系列局域在等离子体表面的具有分立谱的本征模,即局域表面等离子体激元共振。说明表面激元共振本质上是等离子体振荡所满足特征方程的本征态。进一步分析局域表面等离子体激元共振与等离子体包覆增强天线远场辐射之间的关系,结果表明激元共振场的存在会引起等离子体内部的电小天线阻抗急剧变化,从而导致天线与传输线之间形成谐振电路,显著提高天线远场辐射功率。这一研究成果解决了等离子体包覆增强天线远场辐射背后的物理机制长久以来一直悬而未决的问题。围绕“渐变型”非均匀等离子体中的共振模式转换现象,本文研究了该结构中的共振模式转换现象以及不同参数下该现象对电磁波能量吸收的影响。在理论研究方面,本文给出了非均匀冷等离子体中的电磁场所满足的线性方程组,并由此得到非均匀等离子体位形中的电磁波的色散关系。结果表明在共振层附近电磁波的波数急剧上升,说明此处发生了共振现象。当碰撞频率增加时,波数分布变得平缓,说明强碰撞使得共振模转换现象显著减弱乃至消失。数值模拟结果可见,共振层附近存在极强的静电场,说明入射电磁波通过模式转换成为了静电波。但是在强碰撞下静电波振幅峰值显著减弱,说明了碰撞对共振模转换的影响十分显著。此外,本文还计算了不同等离子体密度、厚度、电磁波入射角及偏振等参数下的共振吸收过程,给出了共振模转换过程的激发条件。