超快激光脉冲作用纳米结构产生的超快等离激元具有超快的响应速度,超高时空局域能力和极高的峰值电场强度等特性,在光逻辑运算器件、超快光调制器件、超快电子源以及相干极紫外光产生等领域具有广阔的应用前景。纳米结构中对等离激元热点位置和近场强度的超快调控会很大程度上影响等离激元器件的作用效果和作用范围。因此对于等离激元的相干控制受到人们广泛的关注。在众多纳米结构中,非对称结构由于其支持等离激元多模式共振特性,具有更高的调控自由度,受到人们越来越多的关注。因此,本文选用非对称十字结构作为研究对象,与超快激光脉冲技术相结合,对其相互作用产生的超快等离激元的动力学特性进行了表征,并采用多种灵活方式对其近场的动力学行为进行了相干控制。本论文的主要研究工作及研究成果如下:1.研究超快激光波长、偏振等参量对非对称金纳米十字结构中等离激元振荡特性的影响。发现非对称金纳米十字结构存在两种共振模式,不同共振波长入射下将激发不同模式的等离激元,对应不同的热点位置分布;并且,非共振波长入射下可对近场增强幅度进行调控。波长不变时,通过调控入射激光的偏振方向同样可对等离激元近场特性进行有效调控。2.研究了超快脉冲的载波包络相位对非对称金纳米十字结构局域电场动力学演化行为的影响。结果表明,在双脉冲入射下,通过调控两束脉冲的载波包络相位差,可对等离激元近场干涉进行相干调控,从而导致不同的瞬时局域场强,载波包络相位差为0(Δφ=0)时,表现出最大近场增强幅度。3.研究了超快脉冲啁啾对纳米结构局域电场动力学的相干控制。发现采用光谱范围很宽的变换极限脉冲时能够同时激发两种共振模式。当入射激光脉冲具有啁啾时,可以实现不同模式的顺序激发。通过调节啁啾量的大小和正负,可以操纵纳米结构中不同模式的激发延时和顺序,从而可以用于实现纳米结构电场动力学在任意空间和时间尺度的主动调控。4.研究了脉冲啁啾对纳米结构局域电场光电子发射的影响。结果表明,光脉冲啁啾的引入会影响纳米结构的近场动力学特性从而对多光子光电子发射产额产生影响。对于中心波长小于共振波长的啁啾脉冲作用下,正啁啾脉冲激发更大的近场增强系数,并发射更大的光电子产额;对于中心波长大于共振波长的啁啾脉冲作用下,负啁啾脉冲激发更大的近场增强系数,并发射更大的光电子产额。这些研究结果提供了有效调控纳米结构等离激元近场特性的方式,这对于进一步拓展等离激元的应用领域和应用前景具有重要价值。