近几年，随着纳米光子学的发展，微米和纳米尺度周期性微结构特殊的光学性质引起了人们极大的兴趣，并取得了令人瞩目的成果。表面等离子激元(SurfacePlasmon Polaritons，SPPs)是金属表面的自由电子与入射光子相互作用形成的非辐射电磁模式，它是局域在金属和介质之间并且能沿着表面传播的一种疏逝波。SPPs具有增强周期性金属微纳结构表面的热辐射特性。而表面等离子激元共振效应(Surface Plasmon Resonance，SPR)是在SPPs形成的基础上，外部电磁场与金属表面自由电子相互作用形成的一种相干共振，具有巨大的局部场增强效应。对于外界环境的变化，SPR共振效应表现比较敏感，利用这一原理可以制备SPR传感器。另外SPR还能够克服衍射极限，产生许多新颖的光学现象，如负折射、完美棱镜、隐形等。由于可以将电磁场局域在突破衍射极限的尺寸，SPR引起了大量的学者的研究兴趣，各种各样的基于等离子体的器件层出不穷，在各个领域诸如光子芯片集成，太阳能电池，生物化学传感以及超材料等都有着广泛的应用。本文主要利用周期性金属微纳结构来研究材料基于SPPs技术而产生的特殊光学特性，因此将文章主要分为五章展开叙述，具体内容如下:　　第一章，介绍了纳米光子学、SPPs的研究背景，从理论上简略描述了SPPs的性质，同时介绍了表面等离子体的应用领域和应用前景;其次描述了SPR传感器的研究背景和应用领域;接着介绍“手征性”超材料负折射率的电磁理论基础及其反演方法;最后探讨了研究表面等离子激元的数值工具。　　第二章，从一维光栅出发，系统研究了表面等离子共振现象随着光栅填充系数和光栅高度的变化而呈现出的不同的光学特性和规律。　　第三章，通过对一维光栅结构的改进，研究了周期性金属微纳传感器的特性，讨论了其分辨率和灵敏度，同时通过优化系统参数使其达到完美吸收进而提高传感特性;在此基础上，设计二维周期性金属微纳传感器，使其能够进行多波段探测。　　第四章，设计了太赫兹频段双层不对称多个交错的“十字”型手征性结构，通过模拟仿真研究了其光学特性和负折射率特性，研究表明设计的手征结构具有四频带负折射率特性，这对微波功能器件（微波天线、军用隐身材料等）的发展有一定的参考价值。　　第五章，对本论文进行了总结和研究展望，并叙述了该方向上可以进行的下一步研究。