近半个世纪以来,随着微纳加工及精确制备技术的快速发展,微纳尺度下光与物质相互作用的调控及相关应用已经成为当前材料科学的一个重要研究热点。特别是,由于金属微纳结构能够支持局域表面等离激元共振（Localized Surface Plasmon Resonance,LSPR）,对光的捕获与操控具有亚波长、局域场极大增强等特性,因而吸引了材料科学、信息科学、能源科学和生命科学等及其交叉领域的诸多科研工作者的研究兴趣。事实上,经过了近二十年的发展,金属微纳结构在亚波长光通信、生化监测、国防安全以及环境监测等领域已经展现出来了巨大的应用潜能。基于金属微结构的表面增强拉曼散射（Surface-enhanced Raman Scattering,SERS）效应在物质痕量检测机理与应用研究就是其中一个典型的例子。另一方面,新材料（石墨烯、黑磷等）的出现,由于其特殊的电子结构,也为光学科研工作者提供了新的光场调控的探索方向,例如,由于石墨烯优异的光、电和机械性能,近年来人们将其和人工光学微结构的概念充分融合,实现超强的电磁性能控制,特别是在可调谐传感器、柔性显示器件等方面具有突出优势。本文主要研究了铝和石墨烯等材料的局域表面等离激元共振的激发与调控,并在此基础上,开展紫外表面增强拉曼散射和甚长波宽带光吸收等效应的探索,主要研究内容包括以下两个方面:1、发展了不同尺寸单分散聚苯乙烯（Polystyrene,PS）胶体微球的可控大面积自组织技术,并利用二维胶体晶体的模板复制技术,结合物理沉积方法,制备了金属铝纳米三角颗粒阵列结构,通过自行搭建的微区暗场散射光谱系统,结合数值模拟,深入研究了其在紫外波段的等离激元特性。考虑到铝的化学不稳定性,我们提出对其进行超薄类金刚石（ta-C）高介电薄膜的包覆。这种超薄致密的表面高介电修饰有两个作用:一是可以钝化铝的表面氧化过程,二是可以实现电磁场热点从金属铝表面向介质表面的无损转移。我们将包覆了1 nm厚ta-C高介电薄膜的金属铝纳米颗粒阵列作为衬底,探索其紫外SERS效应及应用前景。2、利用耦合模理论结合数值计算,研究了石墨烯纳米颗粒阵列结构的等离激元特性,提出了一种新颖的石墨烯微结构宽带全吸收的实现方案。首先系统研究了单层双石墨烯圆盘结构的光散射性质及局域光场特性,提出基于反厄米耦合效应,消除盘间耦合效应所导致的模式劈裂的方案,从而实现双盘共振峰的“脱耦”展宽;在该基础上对单层三盘石墨烯甚至多盘阵列结构进行了设计,实现了单层石墨烯的宽带吸收（双盘体系吸收率超过90%的吸收带宽增宽为0.2 THz,三盘石墨烯系统体系为0.4 THz,四盘石墨烯体系达到～0.6 THz）。为了在吸收器有限的空间尺度下进一步延展带宽,我们提出有效的石墨烯圆盘阵列堆栈结构,实现高吸收带宽的进一步增强,且对入射光角度不敏感,论文对这一系统的结构容错性进行了数值探索。