近年来,随着科学技术的不断进步,表面等离子体在光子学研究中被广泛应用,受到了许多领域研究者的关注。表面等离子体是一种电磁表面波,在表面处场强最强,能够被电子或者光子激发。表面等离子体激元的分布深度可小于波长量级,可用于亚波长量级的光电子集成器件的制作。但是表面等离子体激元传输时有较大损耗,在限制了其应用。表面等离子体激元能够实现纳米尺度的光信息传输与处理。表面等离子体激元的独特特性,使得它在高灵敏生物检测、传感和新型光源等领域获得了广泛的应用。本文利用表面等离子体激元的性质,对金属纳米线的光传输特性进行分析,内容如下:(1)对金属圆柱结构的表面等离子体波导的传输特性进行研究,分析了在固定波长1550nm下,波导几何参数和金属材料(Ag和Au)对传输特性的影响。结果表明,此波导结构的能流密度主要集中分布在金属柱的圆周处,且越靠近金属圆柱,其能流密度越大,银棒的传输特性更有优势。(2)接着对有基底的金属圆柱的表面等离子体波导的传输特性进行研究,通过改变金属圆柱的直径和圆柱与基底的距离,分析此波导沿纵向的能流密度、有效折射率、传播长度和模式面积。分析比较不同基底材料(硅和锗)的传输特性,得到锗基底结构更具有优势。(3)设计了一种高折射率材料为基底的金属双椭圆表面等离子体波导,利用有限元方法对这种波导支持的基模的能流密度分布、有效折射率、传播长度和有效面积与几何参数和结构的依赖关系进行了分析。从能流密度分布看出,能量主要集中分布在两个金属椭圆柱之间的中心区域,在金属与锗基底之间和基底与基底之间也都有能量存在。通过调节两个椭圆的中心距离和它们的两个半轴的大小,对此波导的传输特性的分析。(4)为了更进一步的研究表面等离子体波导,提出了一种新的波导结构,此结构是在金属环中嵌入两个介质块,通过调节间隙宽度和介质宽度来分析传输特性。该结构能够广泛应用于光子集成电路和传感器领域。总的来说,表面等离子体波导的传输特性可以通过改变几何参数、通信波长等来分析。本文主要研究在工作波长固定的条件下,不同结构的表面等离子体波导,通过调节几何结构的参数来分析其传输特性,如有效折射率、传播长度、模面积等性质,这些研究为未来光通信和光传感提供理论依据。