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近年来，纳米加工和纳米控制技术的发展使等离激元学发展到了纳米量级。此时，人们发现用现有的理论无法解释在实验上观测到的一些现象，这使得人们开始用半经典的方法去研究一些纳米尺度的金属结构，在这些结构中量子效应是不能被忽略的。为此，人们提出了很多半经典的模型去研究这类结构，最为常用的模型之一是类比流体动力学的方法而提出的非局域流体力学模型（Nonlocal Hydrodynamic Model，NL-HD），该模型特别考虑了电子气压强引起的非局域效应。人们已经使用该模型研究了金属纳米线，金属纳米颗粒以及金属小球二聚物等结构的光学性质。本论文中，在非局域的流体力学模型下研究了介质-金属-介质（Insulator-Metal-Insulator，IMI）非对称薄膜波导结构波导模式的色散关系，特别分析了两种波导模式。由于在非局域流体力学下金属薄膜中传播的等离激元波导模式不能被传统的完美匹配吸收层(Perfectly MatchedLayers，PML)有效地吸收，运用变换光学的理论发展了一种能够吸收这些波导模式的非局域完美匹配吸收层（NonlocalPerfectly Matched Layers，NL-PML）。主要研究结果包括以下内容： 1.对近零介电常数波导模式（Epsilon-Near-Zero Modes，ENZ）的物理特性进行了研究。发现非局域效应下的ENZ模式比局域效应下的ENZ模式对金属薄膜中的场增强更显著。 2.研究了等离子体频率以上的波导模式对应的色散曲线，在理论上证明了超薄的金属薄膜中存在传播的表面-体混合等离激元（Surface-Volume Plasmon Polaritons，SVPP），以及这种模式可以被近场激发。指出这种模式不像体等离激元（Volume Plasmon Polaritons，VPPs）只具有纵模分量且局域在金属里面，SVPP在金属和介质界面附近也存在相当的电场横模分量。而且，由于SVPP的横向波矢较大，可以将电场局域在金属薄膜界面两侧非常小的空间。 3.运用变换光学（Transformation Optics）原理，在理论上提出了可以在流体力学仿真中吸收金属薄膜中传播模式的非局域完美匹配吸收层。