表面等离激元是由入射的光子与金属表面的自由电子发生集体的耦合振荡,在金属和介质表面所产生的一种表面电子倏逝波,可以将电磁场限制在衍射极限以下。因为其具备突破传统衍射极限的优点而备受人们关注。其中金属纳米粒子支持局域表面等离激元共振,伴随电子在纳米结构的附近振荡,导致能量近场增强。因此将不同尺寸和形状的纳米颗粒堆叠在一起所组成的超材料,具有特殊的光学特性。研究与分析不同的超材料所支持的共振模式十分有必要。考虑到贵金属超材料的损耗比较大,利用低损耗的介质超材料来提高共振模式的品质因子被进一步研究。将介质超材料与金属超材料相结合,利用金属表面等离激元局域场共振作为增强光与物质相互作用的有效手段。全文主要讨论超材料表面等离激元四极子模式的直接激发、多法诺共振的产生、提高法诺共振模式的品质因子、以及对法诺共振模式的调节和控制。主要研究内容如下:（1）基于缺陷和完整银纳米条带所组成的表面等离激元系统,可以实现两个不同机制的法诺共振。完整的纳米条带不能直接激发四极子共振模式,而缺陷的银纳米条带可以同时存在超辐射偶极和四极模式,在透射谱中出现的两个法诺干涉谷分别对应明暗耦合和失谐模式机制。此外,通过改变两纳米带之间的间隙距离,缺陷参数和电场极化角可以调节法诺谐振特性。由于等离激元诱导透明是一种特殊的法诺共振,研究四极模式作为超辐射模式激发邻近纳米带,可以观察到多个等离激元诱导透明窗口,这将有利于高度集成电路的等离子体开关器件应用。（2）基于在纳米圆环上堆叠半纳米圆环的超材料,在光正入射情况下激发圆环的亚辐射模式。此堆叠的纳米环结构可以激发多个法诺共振谱响应,且实现了法诺共振的品质因子的提升,可以高达114。通过旋转半纳米圆环,该纳米结构具有新的旋转模式和高的可调谐性,为等离激元光谱响应提供了动态控制。在近红外波段,可以很容易地获得与结构的不同阶模式所对应的高品质共振线形,这有利于纳米传感器在高集成度电路中的应用。（3）通过设计两个带有短棒的纳米条带的超材料,分析其在纳米条带对称和不对称条件下的表面等离激元共振。通过两个特定的辐射共振之间的近场耦合,两纳米条带在不对称状态下,在相对较短的波长范围内显示出两个电磁诱导透明共振。我们利用哈密顿耦合模型对电磁诱导透明共振现象给出了合理的解释。该纳米结构可以通过调节相关参数来调节等离子体光谱响应。基于这些耦合效应的多通道可选择电磁诱导透明窗口可以在此简单的超材料中实现,这在高集成度电子器件中有着良好的应用前景。（4）基于金属纳米银膜与介质硅纳米条带组成的超材料,可引起硅纳米条带强烈的光学共振并可以增强硅纳米条带的光吸收。我们详细阐述了在亚波长尺度下,硅纳米阵列在银膜上的光学特性。在可见光波段,首先激发金属银膜的表面等离激元共振,对附近介质硅纳米条带的位移电流产生影响,形成两个闭合的环形磁偶极子共振也就是介质硅纳米条带的磁四极子共振,从而实现了共振波长处硅纳米条带对光的几乎全部吸收。此外,我们验证了硅纳米结构的光吸收不受形状的影响,例如硅圆柱和菱形柱阵列,也可以实现很好的光吸收。通过打破介质硅结构的对称性,介质超材料在光正入射情况下,可同时实现高品质的法诺共振和多光谱光吸收,法诺共振品质因子高达1254。这种介质金属相组合结构将等离激元模式和介质磁模式相结合,可有利于太阳能储能应用。