近年来，随着纳米科学技术与表面等离激元光学的兴起，光与金属纳米结构的相互作用呈现出各种新颖的电磁效应，如表面电磁局域、近场电磁增强、负折射等等。这些效应在亚波长聚焦、高分辨光刻、光伏器件以及表面增强拉曼光谱等领域都有着广阔的应用前景。本论文的主要内容均基于表面等离激元光学，包括局域表面等离子体的近场电磁增强与表面等离子体波的电磁操控。具体的研究内容和创新性工作包括：1.设计并优化了光学天线结构。将分形三角形引入传统空竹天线中，构建了分形空竹天线。研究了分形空竹的近场磁增强特性，发现分形空竹天线的磁增强倍率随迭代次数增加，伴随共振波长的显著红移。发现分形结构会导致天线内部极化电流路径变长，从而导致天线有效长度的增大，引起共振波长的增大。这些工作从本质上解释了分形结构如何提升光学天线的性能，为分形光学天线的研究提供了理论参考。2.设计并优化了光学天线激发源。受电磁学巴比涅原理启发，在分裂环小孔天线中引入了径向偏振光。由于结构与激发源之间存在圆对称性的匹配，该种激发源可以获得比线偏振光大两个量级的磁场增强倍率。该工作深刻的揭示出径向偏振光与角向偏振光的互补性，拓展了光学天线的激发源种类，引出了互补光学天线结构的设计准则，为特殊光源激发光学天线提供了理论指导。3.以石墨烯为平台实现了对Airy表面等离子体波的操控。通过表面等离子体波的惠更斯菲涅尔原理及其矢量传播算符，计算了石墨烯表面传播的Airy表面等离子体波。石墨烯的表面等离子体波的传播常数与表面电导率的大小密切相关，通过调节外加偏压，可实现对Airy表面等离子体波的传播长度、横向偏转的操控。以上结果为动态实时调节Airy表面等离子体波开辟了新的思路。4.研究了金属介质多层膜超材料界面的光折射特性。从多层膜的有效介质理论和金属Drude模型出发得到了介电近零与介电近极频率确切表达式。这两个频率是多层膜两个方向上介电常数实部变号的转换频率，会极大的影响多层膜的光学性质。这部分工作比较了介电近零与介电近极频率的大小对多层膜色散种类的影响，系统的划分了多层膜色散区间，对多层膜中的光波操控具有参考价值。