金属微纳结构在电磁波的激励下能够产生表面等离激元(Surface Plasmons, SPs)共振,引起传导电子强烈的集体震荡,使得其表面附近的电磁场得到增强。由于材料本身光学非线性效应的存在,使得这些金属微纳结构能够产生三次谐波(Third Harmonic Generation,THG)。本论文主要利用自组织胶体晶体模板复制技术,制备了多种金属微纳结构,并研究了其三次谐波产生特性。论文的主要内容包括以下两个方面：1、采用单分散的胶体微球自组织形成的二维胶体晶体为模板,通过复制技术制备出Au三角形纳米颗粒阵列；利用飞秒脉冲激光系统研究了它的三次谐波产生,以及这一非线性过程随着金属纳米颗粒局域表面等离激元激发的增强效应；我们还研究了纳米颗粒有序阵列周期结构对于三次谐波辐射方向的影响,验证了三次谐波的产生满足动量守恒条件。2、研究了Au半球壳形纳米颗粒阵列的三次谐波产生特性。通过纳米球刻印技术制备了二维的Au纳米半球壳颗粒的有序阵列。研究了Au碗口的开口方向面对入射的基波波矢(简称为“朝上”)纳米结构的三次谐波产生,以及它的增强效应,同时实验上观察到了三次谐波的退偏振退相干现象。实验上发现,与Au碗口朝上的纳米结构情况不同的是,将Au碗口开口方向与入射基波波矢一致(简称为“朝下”)的纳米结构作对比实验时,并没有发现三次谐波的退偏退相干现象,谐波仍然保持很好的相干性,后者与平整Au膜上所观测到的THG特性非常类似。实验选取了一组尺寸不同的Au碗口“朝上”的纳米结构,发现退偏退相干的产生可能与结构本身的局域等离激元激发有关。