表面等离子体(SPs)具有沿着金属表面传播的表面等离子体激元(SPPs)和集中在金属孔内部的局域表面等离子体(LSPs)两种呈现方式。表面等离子体光子学(Plasmonics)就是利用SPs的增强光学特性,在微纳光子器件、光伏电池和光谱成像等领域有广泛的应用。近十年来,基于SPs效应的新型微纳器件设计形成了一支重要的研究方向。本工作使用时域有限差分(FDTD)方法,模拟了光与周期性亚波长孔阵列相互作用的实验过程。其中,研究了周期性圆环-狭缝复合结构孔阵列的增强光透射特性;并且基于回音壁模式可以增强结构环境中光态局域强度的特征,设计了一种能够运用在传感和光学开关领域的微纳器件。主要内容如下:(1)首先,撰述了表面等离子体的基本原理;再者,调研了回音壁模式微腔的国内外研究现状;最后,对FDTD方法中建模仿真过程进行了详细地推导和阐述。(2)用FDTD仿真方法模拟了不同孔阵列(圆环、狭缝和圆环-狭缝复合结构)的光透射特性。我们发现圆环作为回音壁纳米腔可以极大地增强腔内的结构环境的光态局域强度,使得狭缝模式主导的透射峰增强接近一倍。当改变圆环-狭缝复合单元结构中狭缝的结构参数时,能够增强狭缝和圆环之间的相互作用,使得共振峰的移动特别的灵敏。(3)设计了一种的新型微纳器件并用FDTD方法验证了该方案。该微纳器件具有回音壁模式可以增强光场局域强度和LSP共振对光场以及单元结构参数的变化有灵敏响应两者相互结合的优点。我们首先设计了一种灵敏度较高新型表面等离子体传感器。同时,我们在传感的基础上设计了一种新型表面等离子体光学开关,该光学开关可以在两个通道实现并开关比较高,最高可达17.8dB。该微纳器件尺寸小易于集成量子设备,结构简单易于制备。