热辐射,是能量传递的方式,也是信号传输的载体,在太阳能高效利用、红外探测与制导等领域有广泛应用。当物体的特征长度与波长相当时,物质与电磁波相互作用会产生微尺度效应。磁极化激元是一种典型的微尺度效应,等效电路模型通过将微纳结构等效为电路,建立了微结构电磁场分布与激元共振频率之间的联系,从而实现对磁极化激元共振频率的分析、预测。然而,当微结构中磁极化激元共振频率与表面等离（声子）激元等模式接近时,现有的电路模型预测准确度严重下降,并且现有模型对复杂结构中的多模高阶磁极化激元共振预测效果较差,也难以应用在斜入射的情况下。针对多机理耦合作用下磁极化激元共振频率难以预测的问题,本文以磁极化激元为研究对象,应用数值计算与实验验证相结合的研究方法,开展了磁极化激元激发、抑制、耦合、调控规律研究,提出了耦合情况下和斜入射情况下多模高阶磁极化激元的预测方法,揭示了磁极化激元耦合共振机理,得到了一种波长选择性光开关设计方法,获得了磁极化激元温度效应变化规律。本文主要研究内容包括:研究并揭示磁极化激元与表面等离（声子）激元耦合机理,表面等离（声子）激元形成的时变电流回路会诱导产生时变的磁场,诱导产生的时变磁场作用在磁极化激元电流回路上产生附加电流,将上述激元耦合行为等效为电路模型中的互感,提出等效互感电路模型预测表面等离（声子）激元耦合作用下磁极化的激元共振频率,实现斜入射情况下磁极化激元共振频率的预测。提出从结构变换角度建立狭缝阵列和光栅结构尺寸与热辐射特性之间的联系,通过建立电路模型分别获得狭缝阵列和光栅中磁极化激元共振频率的色散关系,从数值上证明当光栅深度（狭缝阵列高度）远大于栅槽（狭缝）宽度时,光栅中第n阶磁极化激元和狭缝阵列中第（2n-1）阶磁极化激元具有近似相等的共振频率。重构复杂微纳结构中多模高阶磁极化激元的共振条件,多模高阶磁极化激元激发时产生的各电流回路之间相互独立,多模式高阶磁极化激元共振描述为各模式电流回路谐振的叠加,进一步发展等效互感电路模型为多模式耦合电路模型,实现多模高阶磁极化激元共振频率的预测。研究不同多模高阶磁极化激元色散曲线相交时的磁极化激元耦合模式,揭示了磁极化激元耦合模式抑制透射并强化吸收机理,磁极化激元耦合模式所激发的水平方向的电流回路和竖直方向上方的电流回路形成了平衡,竖直方向下方的电流回路被抑制消失,使得电磁波被束缚在结构的上半部分,从而强化了吸收并抑制了透过。研究双层狭缝阵列中填充电介质时多模高阶磁极化激元共振频率,分析水平填充和全填充情况下多模高阶磁极化激元色散曲线的变化规律。结合磁极化激元耦合模式与VO2热致变色特性,提出一种与VO2自身热致变色特性相反的波长选择性光开关器件,揭示光开关透射特性调控机理,当VO2处于金属相时,磁极化激元在竖直方向激发产生高透过对应于“开”状态;当VO2处于电介质相时,磁极化激元在水平和竖直方向上同时激发形成磁极化激元耦合模式,电磁波被束缚、耗散在结构的上半部分,此时透过率极低对应于“关”状态。研究光开关工作波长调控手段,分析加工偏差对光开关性能的影响。建立二维周期性圆盘阵列和方块阵列结构中磁极化激元耦合模式的共振条件,简析基于电路模型的圆偏振光下多波段波长选择性光开关结构设计方法。搭建微尺度样片光谱发射率实验台并测量常温和高温下Au光栅-SiO2-Au基底结构光谱发射率,通过多模式耦合等效叠加电路模型预测结构中多带高阶磁极化激元的共振波长,分析结构和材料介电函数共同作用下电路模型的多解性,验证提出的多模式耦合等效电路模型的合理性。评估两次加热过程中热膨胀效应、退火效应和介电函数温度效应对磁极化激元的影响,发现磁极化激元共振吸收峰位置随着热膨胀而红移,热膨胀效应是退火后的微结构升温过程中磁极化激元吸收峰位置变化的主要原因,理论发现并实验验证加热过程中磁极化激元峰值变化规律存在转变波长。