金属纳米材料的表面等离子体共振特性在纳米光子学、生物化学传感和表面增强拉曼散射等领域具有广阔的应用前景，近年来已成为一个新的研究热点。本文通过实验和有限时域差分方法(Finite　Difference　Time　Domain　Method,　FDTD)理论模拟探究了几种金属纳米结构的表面等离子体共振特性，以期为这些金属纳米结构在实际中的应用提供一定的依据。
本文的主要研究内容和结果如下：
（1）从实验上测试和分析了采用硬质阳极氧化法所制备的铝纳米凹坑阵列的反射光谱性质，并采用FDTD方法对该结构的远、近场光学特性进行了计算和分析，很好地解释了实验所测反射光谱中凹坑出现的原因。研究结果表明，铝纳米凹坑阵列的反射光谱在紫外光区形成明显的极小值。反射光谱极小处的波长随着铝凹坑周期的增大而线性增大，随周围介质折射率的增加而产生红移；反射光谱极小值处的局域电场，表面电荷的分布特征以及铝纳米凹坑阵列结构的色散曲线表明，反射光谱极小属于传导模式的表面等离子体共振；表面等离子体共振波长处的局域电场增强因子随周期变化的特征表明，大周期铝纳米凹坑阵列具有更好的传感灵敏度。本文的研究结果对紫外光区的表面等离子体共振特性及其在传感等领域应用具有一定的参考价值。
（2）研究了金螺旋透镜对圆偏振光的选择性透过和聚焦特性。通过理论分析和FDTD模拟，给出了螺旋透镜对左、右旋偏振光选择性透过和聚焦的机理，并对其结构参数进行了初步优化设计；提出了在单圈阿基米德螺线透镜的上、下表面刻槽的复合结构螺旋透镜，并对这种复合结构光学特性进行了初步的研究。研究结果表明，复合结构具有增透和远场聚焦优势。
（3）采用了FDTD方法对银、铝纳米球及其二聚体的吸收光谱和二聚体远场光学特性进行了系统的研究。研究结果表明，银-铝纳米异质二聚体的共振吸收光谱来自两个颗粒的局域表面等离子体共振的叠加；从每个纳米球对总的吸收光谱的贡献可以分析出Fano共振对二聚体表面等离子体共振的影响；该结构在紫外光区和可见光区具有双Fano共振效应；通过调控颗粒大小、周围介质的折射率、颗粒间距等参数可以实现对二聚体Fano共振频率的调控。本文的研究结果对紫外光区表面等离子体共振及Fano共振，双共振叠加等研究具有一定的参考价值。