纳米光子学是在纳米尺度上研究光和物质相互作用的交叉学科,在光电子学、信息、材料物理以及生物传感等诸多领域都具有重要意义。极化激元是纳米光子学的重要组成部分,它是由自由空间光子和电子、声子、激子等极化电荷杂化产生的准粒子,在突破传统光学的衍射限制,实现光子的亚波长调控,增强光与物质相互作用等方面发挥了巨大作用。近年来出现的二维材料,极大地丰富了极化激元的材料范畴,给极化激元的发展带来了新的活力。对于极化激元来说,寿命和可调谐性是其走向更广泛应用的关键,长寿命的极化激元能够促进基础光子器件的性能,丰富的调谐性能够增强光子器件的操纵性。因此,本论文从天然双曲声子极化激元材料——α相氧化钼——入手,围绕声子极化激元的寿命和调控展开研究。论文研究主要包括三个部分:一、渐变悬空的衬底调控双曲声子极化激元的传播属性。近场光学成像表明,与有二氧化硅衬底支撑的α相氧化钼相比,悬空α相氧化钼中的声子极化激元在其第二剩余射线带有更大的波长,在其第三剩余射线带有更小的波长。我们通过理论计算总结了声子极化激元波长响应衬底介电常数的变化规律,这对于调控声子极化激元的传播性质有着重要意义。二、应用钼同位素富集的α相氧化钼,大幅度降低了双曲声子极化激元的光学损耗。与天然丰度的α相氧化钼晶体相比,声子极化激元在钼同位素富集的α相氧化钼晶体中的传播长度和寿命分别大幅度提升到22μm和47 ps。并且,我们发现,钼元素原子质量,作为一种新的自由度,可以有效地调节α相氧化钼的剩余射线带的波段范围。我们的研究结果为降低室温下α相氧化钼晶体中双曲型声子极化激元的传播损耗提供了新的机会,这对于在不久的将来制造超低损耗的极化激元器件具有潜在的现实意义。三、将相变材料二氧化钒和α相氧化钼相结合,实现了可逆调谐的声子极化激元。当使用二氧化钒作为衬底材料,改变温度控制二氧化钒的相变,从而实现α相氧化钼晶体中声子极化激元的可逆调控。我们利用二氧化钒绝缘态和金属态显著的介电差异,在纳米尺度上实现了声子极化激元的折射效应及其开关,这为设计纳米级紧凑型可重构的波前调制光学器件提供了新思路。通过结合其他极化激元材料和更多的相变材料,可以在更宽的频率范围内实现更广泛的亚波长应用。本论文基于超高空间分辨的近场光学系统在中红外波段对α相氧化钼双曲声子极化激元的近场光学性质及其调控手段进行了系统研究,为激元光子学器件的基础研究和应用提供了有益的参考。