针尖增强拉曼光谱术（TERS）在纳米尺度物质和结构的研究中，是一种富有潜力的物理性质与化学信息探测方式。它结合了近场光学与表面增强拉曼光谱术的优势，能够同时获得样品表面形貌像以及具有突破光学衍射极限分辨率和高探测灵敏度的近场光谱信息。为能够适用于更广泛样品的TERS探测需要，本论文设计和构建了透射/反射式TERS系统。在系统构建过程中，针对激发光场与探针的精确对准问题和系统长时间稳定性问题，以自行设计的多维度光路精确调整装置和双控制器-双闭环控制的纳米精度扫描单元加以解决。并从发展仪器和提高系统性能的角度出发，对TERS系统的关键技术进行研究和优化。在此基础上，应用该系统对纳米材料进行了TERS探测研究。为测量探针的光谱响应特性、检验探针性能，设计和构建了与TERS系统集成于同一平台上的探针光谱响应测量单元，使得探针的测试与使用条件相同，更好地表征了探针共振特性。通过与相应探针的TERS增强测量结果对照，验证了探针光谱响应测量功能对探针增强性能检测的有效性。以径向偏振光经高数值孔径（NA）物镜聚焦形成的纵向光场优化了透射式TERS系统的激发光场，并进行了系统的理论和实验研究。采用矢量衍射理论和光场矢量合成方法，计算和分析了径向偏振光经高NA物镜产生纵向光场的机理。以散射型近场光学显微镜测量焦点处的光场分布，验证了径向偏振光聚焦形成的强纵光向场。TERS实验表明，相对于使用线偏振光，以径向偏振光入射时所获得的TERS信号提高6倍，增强因子为1.7×104。使用径向偏振光入射对碳纳米管样品的TERS探测显示了较好的探测灵敏度，实现了同时获得的TERS扫描成像与样品表面形貌像的空间对应指认。设计和构建了基于表面等离激元透镜（PL）的新型TERS系统并进行了实验研究。基于表面等离激元相位匹配条件，设计了具有对称性破缺结构的PL，实现纵向光场聚焦。通过数值模拟计算和近场光学探测实验，分析和测量了PL的聚焦光场分布，结果表明该结构在线偏振光照明条件下，能够有效聚焦纵向光场。将PL作为聚焦器件应用于TERS系统的照明光路，构建了基于PL的新型TERS测量系统。使用该系统探测碳纳米管样品，获得增强因子约为4×103。实验结果表明基于PL的新型TERS系统能够有效增强局域拉曼光谱信号，实现高灵敏TERS探测。