等离激元纳米粒子的消光特性研究具有广泛的应用前景,这一特性受到纳米粒子的结构、材料、入射波的入射角度、波长等元素的影响。在实际应用中,会经常关注不同入射方向的消光特性,电磁数值仿真方法不仅能够适用于大部分情况,并且计算结果的精度能够满足工程研究需要,因此被广泛使用。其中,矩量法和有限元-边界元方法是两种高效的电磁数值仿真算法,前者基于边界积分方程,能够高效地计算均匀材料的纳米粒子,且十分适合分析开域光散射问题;后者则充分结合边界元方法和有限元方法的优点,利用边界元方法来处理外部开放区域,而利用有限元方法来处理具有非均匀材料的纳米粒子。然而,实际工程中通常需要关注入射光从方向照射下纳米粒子的消光特性。这时上述电磁数值仿真算法所依赖的迭代解法存在大量冗余计算的问题,导致仿真效率大大降低。基于此,本文在上述两种电磁数值仿真方法框架下研究引入高效的H-矩阵（Hierarchical matrix,H-matrix）算法来实现对于多方向光散射问题的高效求解。本文首先分析了H-矩阵的基本原理和计算复杂度。然后,研究了边界元H-矩阵方法来分析多方向消光特性。基于电流-磁流混合场积分方程和矩量法作为边界元方法的数值求解方案,在求解矩阵方程时引入基于H-矩阵的直接解法替换了传统的迭代解法。入射角度对纳米粒子消光特性的影响主要体现在矩阵方程的右边向量会随着入射角度的变化而改变。利用直接解法,可以对阻抗矩阵进行LU分解并存储上下三角因子,再执行前后向回代操作获得方程的解,进而通过消光截面的计算公式提取出纳米粒子的消光截面。因为不同入射角度下的上下三角因子是不变的,这样便可以避免迭代解法在右边向量变化时的重复计算,在进行多方向分析时能大幅提高求解效率。最后,研究了混合有限元-边界元H-矩阵方法来分析多方向消光特性。首先,联合边界元部分和有限元部分生成一个完整的矩阵方程。通过引入H-矩阵直接解法来求解方程获得外部散射场,结合消光截面的计算公式求解得到纳米结构的消光截面。由于对于有限元-边界元方法的矩阵只需执行一次LU分解,因此在求解复杂材料纳米粒子的多方向入射的消光特性方面具有非常高的效率。通过对不同结构的纳米粒子算例分析,验证了本文方法的有效性。