具有金属/介质/金属的三明治结构人工复合材料作为表面等离激元材料和超构材料的集合体，具有丰富的物理、电磁特性，并且其结构简单、便于分析，在光学超常透射和负折射率材料领域被广泛研究。　　本文主要以周期孔排列的三明治结构为研究对象，对表面等离极化激元参与的光学透射特性和负折射特性进行了实验和数值研究。我们在实验上制备了独立支撑的三明治样品，利用傅里叶红外光谱仪对样品的透射特性进行测量和研究。利用Ansoft HFSS对样品进行了数值模拟，利用模拟的S参数，基于S参数提取程序对样品的有效物质参数进行提取，从而对样品的负折射响应进行研究。数值模拟与实验结果吻合较好，论文中的一些规律和分析对表面等离极化激元材料和负折射材料的发展具有重要意义。　　本文主要的内容和结果有:　　1.实验上制备了具有圆孔正方排列的三明治结构超构材料。通过数值计算证实了光学透射谱中的最低阶透射峰在中红外频率具有负折射特性。讨论了中间介质层的介电损耗对负折射响应行为和负折射带的光学透射性能的影响，结果发现中间介质层的介电损耗削弱了负折射响应的强度，其特定的电磁响应模式也导致了中间介质层的介电损耗对整个样品的品质因数(FOM)影响加剧。　　2.数值研究了圆孔三明治结构的孔掺杂对光学透射谱和负折射行为的影响。数值结果显示，孔掺杂可以有效调制局域共振峰的位置，而其它共振峰保持不变。根据反射谱和提取的有效参数证实，当孔内的介质掺杂合适时，材料可以获得完美的阻抗匹配，从而获得大幅提高的透射率，而且获得了增强的磁响应，进而品质因数得到提高。　　3.实验上制备了具有X型孔正方排列的三明治结构超构材料。实验和数值均证实了中红外两个透射峰的存在，其中的高频峰为腔波导模式为主的局域共振峰，其峰值频随X型孔的几何改变而移动明显，而低频峰有反对称的表面等离极化激元产生，几乎不随X型孔的几何改变而频移。当臂长增加时，可以调制局域共振峰向最低阶透射峰移动，受益于高频峰的超常透射模式，低频透射峰的透射性能增强，低频峰对应的负折射品质因数也随之提高。　　4.具有X型孔的双负折射带三明治结构被研究，根据表面等离极化激元的色散关系确定了透射谱的对应的SPP激发模式，对比研究了内SPP(1，0)模和内SPP(1，1)模的负折射性质，利用调制局域共振峰向内SPP(1，1)模的透射峰移动，可以压制该模式对应的负折射。内SPP(1，1)模激发的二阶负折射特有的电四极场分布加剧了中间介质层的介电损耗的影响。　　5.研究了双同轴波导孔阵列分布的纳米金属膜结构的光学透射特性和负折射特性。数值分析了金属膜厚度对400THz处的法布里-波罗共振干涉峰和800THz处的高阶透射峰影响较大。数值证实，只要简单调节两个环形腔的间距，利用两个同轴孔的耦合作用，可以影响高阶透射峰的负折射响应，增强高阶负折射的光学透射性能和负折射的品质因数。相对于单同轴孔列，双同轴孔设计提供了更多的调节方式。