表面等离子体激元(Surface Plasmon Polaritons,SPPs)是一种束缚在导体/介质交界面的电磁模式,它具有亚波长局域、透射增强等特点,在近场光学、生物传感、超高分辨率成像等领域有着广阔的应用前景。论文介绍了金属和半导体的Drude色散模型,并对SPPs的激发机制进行了详细的讨论。以此为基础本文重点研究了以下问题:理论分析了棱镜耦合法激发SPPs的机制,并以反射率谱进行了验证。以Kretschmann结构为基础,研究了结构参数和材料特性对SPPs激发特性的影响。设计了一种基于电控聚合物分散液晶(Polymer-dispersed liquid crystal,PDLC)的光学波段可调谐滤波器,仿真分析了该滤波器的调谐性能。通过电压控制聚合物分散液晶的折射率可以在一定带宽范围内选择滤波器的工作波长。它的可调谐带宽随入射角度升高而变窄,当入射角从68°升至80°时,器件的可调谐带宽从184 nm变为93 nm。同时,工作波长处的激发带宽?λ也随入射角度的升高而变窄,这提高了工作波长处的锐度值。分析了滤波器的工作波长和工作波长处的锐度值随入射光角度以及调控折射率的变化关系。利用半导体的Drude色散模型推导了室温下几种常见半导体在THz频段的介电常数色散曲线。通过计算分析,得出由于不同半导体载流子浓度的差异,其表面激发的SPPs特征参数有很大的差别。接下来讨论了锑化铟(InSb)半导体的载流子浓度和介电常数随温度的变化关系,并计算分析了温度对其表面激发的THz频段SPPs特征参数的影响。设计了一种亚波长光栅结构THz频段可调谐滤波器。通过仿真分析,得出THz波在InSb光栅表面激发表面等离子体共振的共振频率随温度的升高而变大。当温度从225 K升高到325 K时,其工作频率从0.425THz变化到1.364THz,并且工作频率和温度变化近似呈线性关系。因此,我们可以在900 GHz的调谐范围内选择所需要的THz工作频率。