表面等离极化激元是沿金属-介质界面传播,其振幅随着到界面距离的增大而指数衰减的电磁波。由于其打破以往光学中存在的衍射极限,因此对于纳米尺寸光电子器件的集成提供可能。本文主要研究了以下三种金属-介质-金属(Metal-Insulator-Metal:MIM)结构波导的透射特性:(1)提出一种基于MIM结构的圆弧形波导滤波器,并在此基础上进一步提出对称、不对称及错位双边圆弧形波导滤波器。结果表明,所提出的波导系统均具有波长选择特性。对单圆弧形波导而言,它的透射谷和透射峰的位置可以通过改变圆弧的圆心角、内半径和宽度进行调节,而圆弧的开口方向对透射特性没有影响;透射特性可以通过谐振条件解释,这与理论结果一致。与单圆弧形波导相比,对称双边圆弧形波导的透射谱有一微小蓝移;不对称双边圆弧形波导具有类电磁诱导透明现象,可以实现由两个不同圆弧形分别控制的双波长滤波;错位双边圆弧形波导的禁带宽度随着错位距离的增加先增后减。(2)研究由齿形间接侧耦合圆环谐振腔且与MIM直波导直接耦合构成的等离子体波导系统。运用耦合模理论(Coupled-Mode Theory:CMT)和时域有限差分(Finite Difference Time-Domain:FDTD)方法来分析所提出系统的透射特性。研究表明,当齿形和圆环谐振腔的共振频率相差不大时会出现等离激元诱导透明(Plasmon-InducedTransparency:PIT)现象,可以通过调节齿形长度、圆环谐振腔半径和间隔距离来调节PIT透明窗口的共振波长、透射峰值和半峰全宽(Full width at half-maximum:FWHM)。并且所提的波导系统具有慢光效应,群延迟时间可达0.022ps,相应的群指数和群速分别为8.72和0.115c。该波导系统的特性表明在集成光学电路中具有潜在应用,如慢光器件、高性能滤波器和光学存储。(3)探究由单齿形和单半圆形与MIM直波导直接耦合构成的等离子体波导系统,并运用FDTD方法进行数值模拟。结果表明分别由单齿形和单半圆形与MIM直波导直接耦合引起的窄离散共振和宽谱共振发生相互作用,导致整个波导系统产生Fano共振。Fano共振可以通过改变结构参数进行调节。这种特性使得我们可以非常灵活的去设计设备。基于所提波导系统的等离子体传感器的灵敏度为857nm/RIU、品质因数为664。因此,本节对于纳米尺度的折射率传感器的设计和应用有较好的意义。