表面等离激元（Surface Plasmon,SP）作为一种光与贵金属表面自由电子相互作用产生的电磁模式,具有局域场增强的能力,可以将光局域在很小的尺寸空间内,使光子器件达到亚波长尺寸,突破光学衍射极限。基于表面等离激元的超表面结构可在纳米尺寸上操控光子,为实现高集成化、小型化、高性能的纳米光子学器件提供了一种有效的途径。光开关作为集成光路的基本逻辑器件,它的发展对集成光路的构建尤为重要。目前,基于各种原理及调控方式的光开关相继被提出并设计,偏振态作为光的一个基本要素,在光与物质相互作用过程中对其光学特性起着决定性的作用,如果可以通过偏振态实现对光的开关控制将具有非常重要的研究意义。本论文基于有限元方法研究了几种不同纳米棒结构的偏振调控光开关效果及性能,主要工作如下:首先设计了由三组平行双纳米棒构成的类T型复合超表面结构,实现偏振控制的Fano光开关,该结构由四个水平纳米棒及两个竖直纳米棒组成。当入射光的偏振角度变化π/2时,可实现光开关功能,开关比分别为16.3 dB和18.5 dB,该结构具有较高的灵敏度1147.8 nm/RIU。同时,研究了结构参数变化对透射光谱的影响,光开关的响应特性可以通过改变间距d₂及纳米棒长度l₁、l₂来调节,另外发现,当减小纳米棒上下间距d₂时,在透射光谱上产生了一个新的透射谷。接着,当改变类T型纳米棒复合超表面结构的上下间距d₂=0 nm时,形成了由两个L纳米棒和放置在其顶部的两个水平纳米棒构成的一种双IL纳米棒复合超表面结构。研究了双IL纳米棒形成的复合超表面结构的光开关特性,研究发现,该结构在θ=0°时具有两处透射谷,透射谷中间产生一个透射窗口,这种特殊的透射现象被称为等离激元诱导透明（PIT）,调整θ=90°下的透射谷使其正好处于该透射窗口处,因此当偏振角度改变π/2时,可同时实现三处波长的开关切换。且均具有较高的开关比,其开关比最分别为12.2 dB、11.8 dB、14.2 dB,灵敏度最高为986.7 nm/RIU。最后设计了一种类矩形纳米棒四聚体超表面结构,研究发现,当入射光的偏振角度改变π/2时,可实现同时切换两处波长的开关,且均具有很高的开关比,分别为27.8 dB和21.6 dB。由于纳米双棒肩并肩排列时可形成光学谐振腔,将局域光强束缚在腔内,可极大降低辐射损耗,因此线宽很窄,品质因子FOM最高为151.6。同时,研究了结构参数变化对透射光谱的影响,发现光开关的响应特性可以通过改变结构周期大小P、纳米棒间距d₁及纳米棒长度l₁、l₂来调节。以上研究结果能够为纳米光开关的研究提供新的设计思路,为高性能偏振光开关的设计提供研究基础。另外,通过纳米棒RC谐振腔和表面晶格共振也给极窄带和高Q值Fano光开关及PIT光开关的研究奠定了基础。