表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance, SPR)调制方式的多样化使得各种类型的SPR传感器相继面世,其中光强调制型和相位调制型SPR传感器分别因为可实现高通量和高灵敏度检测得到更多关注和推广,局域表面等离子共振(Local Surface Plasmon Resonance, LSPR)技术随着理论研究的深入和金属纳米结构制作工艺的成熟逐渐被应用到检测领域,有研究指出,经过合适的金属膜表面结构设计可将LSRP和SPR技术进行联用,实现双方优势互补。本文的目的是对实验室制作的点阵光强调制SPRi传感器和多通道角度调制SPR传感器进行优化改进,提高传感器的性能、简化仪器操作,使其向产品化应用更进一步,并对尚未涉足的LSPR技术开展理论研究,采用FDTD软件对金属周期纳米孔结构进行仿真,找出该结构LSPR现象的特征,为后续LSPR实验以及LSPR和SPR技术的联用打下理论基础。论文首先介绍了SPR传感器近几年的技术创新和应用进展,指出光强调制SPRi传感器和LSPR技术符合未来的发展趋势。重点研究了点阵光强调制SPRi传感器的原理、结构,分析了实验室原有传感器的性能指标,提出了通过光源系统、成像系统、金膜表面结构优化设计来提高传感器的分辨率和灵敏度的方法,并以理论仿真和实验结果验证了优化方案的有效性。其次,提出棱镜金膜分离的分离式传感芯片设计方法,简化了传感芯片的更换方式、节约了成本,并以多通道角度调制SPR传感器的棱镜金膜分离式结构为例详细介绍了其结构设计、理论仿真和实验验证过程,这种分离式结构同样可应用于点阵SPRi传感器中。最后,介绍了LSPR理论和检测原理,采用FDTD软件分别对金属纳米孔结构的材质、尺寸、光束入射角、被测样品折射率与共振波长的关系进行了仿真,并分析了基底材料对共振曲线形状的影响。