偏振光可以分解成左旋圆偏振光和右旋圆偏振光,也可以分解成圆偏振光和线偏振光。在很多应用中需要检测偏振光中的圆偏振分量,如利用雷达进行目标识别时,采用圆偏振检测可以提高其识别效率。金属等离子共振结构为直接检测圆偏振分量提供了途径。入射光照射在金属与介质的交界面处形成一种倏逝波,即表面等离子激元。特定尺寸的金属结构与入射光相互作用形成局域共振。这种光场的局域共振与金属纳米结构的形状、尺寸、金属及介质材料都有关。当金属微结构成螺旋形状时会对圆偏振光形成共振,从而可以用来检测圆偏振光。其性能主要与等离子激元的激发效率、单元之间的相互串扰及圆偏振光和线偏振光的响应差别有关。本论文针对基于金属螺旋结构的圆偏振光检测结构进行了优化设计,主要包括以下几个方面：本文首先研究了等离子激元的激发效率,通过理论分析得到了金属-金属结构和金属-介质-金属结构在最优化尺寸下等离子激元的激发特性。对于减少单元之间的串扰问题,利用两个金属-介质-金属结构激发的磁偶极子模式相互耦合使得等离子激元传播具有方向选择性这一特点,从而为检测单元之间的串扰问题提供了解决方案。针对金属结构对圆偏振光和线偏振光响应差别问题,我们提出了采用一个左螺旋结构和一个右螺旋结构作为一个检测单元的方案。由于左螺旋结构对右旋圆偏振光响应而对左旋圆偏振光不响应,同理右螺旋结构对左旋圆偏振光响应而对右旋圆偏振光不响应。线偏振光入射时,左右螺旋结构对其响应的情况相同。因此,只需要检测在检测单元中的两个结构对偏振光响应的净差值。当分别以圆偏振光和线偏振光进行入射时,该螺旋结构的对比度可以达到20倍以上。