表面等离激元(Surface Plasmons)是发生在金属和介质表面的电子集体振荡。根据纳米材料具体结构差异,光场能量与这些电子振荡耦合之后会表现为沿金属表面自由传播的电子密度波,或者局域激发场。基于以上的独特性质,人们在研究金属表面等离激元的时候发现了很多奇特的现象,并利用这些特性设计制备了很多器件和设备。等离激元的现实应用包括,增强化学光谱分析与传感探测灵敏度,生物单分子标定与探测,纳米尺度下的光传导与操控,设计制备纳光子器件和人工超常材料(比如负折射材料或者纳米隐身衣),研制超越衍射极限的高分辨率(多色)亚波长成像等等。目前,对于等离激元的研究已经成为纳光子学的一门重要新兴分支学科,名为等离激元学——主要集中于研究等离激元表面波的产生、传导、探测以及特殊性质。在等离激元学的研究中,有大量科研工作致力于研究利用纳米材料进行光场能量传播、强度、偏振等特性的操控与调制。由于相对于纳米薄膜和纳米颗粒体系,在金属纳米阵列体系中存在较强的局域场增强因子以及较低的等离激元损耗,在本文中,我们主要研究金属纳米阵列表面等离激元的特性；其中,金属纳米阵列通过多孔氧化铝模板辅助电化学方法生长,氧化铝模板通过两步氧化法制备。我们的主要研究结论如下：(1)我们采用DDA以及FDTD方法讨论了Au纳米阵列的暗态等离模式以及Au纳米颗粒薄膜的明态等离模式之间的相互干涉的特性,并因此得到等禺Fano(?)共振。由于Fano共振形成,我们观察到透射以及局域电场的极大增强。之后,根据理论模拟的指导,我们调节Au纳米阵列高品质因子(high-Q)离散等离模式与Au逾渗薄膜低品质因子(low-Q)连续等离模式的耦合,在Au纳米阵列—膜复合纳米体系中,我们实验上观测到等离Fano共振所致的Au逾渗薄膜透射增强,以及Au纳米阵列的多光子雪崩发光增强(增强倍数高于2个数量级)。理论模拟结果可以定性重复实验现象,并且理论模拟计算和实验观测现象共同显示该体系中光学奇异现象的物理机理为等离Fano共振。在Au纳米阵列—薄膜复合纳米体系中存在的等离Fano共振所致的非线性增强效应,可以用以制备各种等离纳光子器件,比如拉曼散射基底、纳米天线阵列、等离纳米激光器等等。(2)在理论上,我们研究了Ag纳米阵列的半波振荡、共振透射、以及亚波长成像特性。通过计算模拟发现Ag纳米阵列等离激元辅助辐射能量传递可以显著提高能量传输效率和距离。理论上我们发现经过500 nm能量传输之后,经由Ag纳米阵列传递的电场强度相对于空间自由辐射高出100倍以上。在实验中,我们利用Ag纳米阵列实现了量子点(QDs)的远距离辐射能量转移,实验测试传输效率为70%。我们的研究表明,Ag纳米阵列辅助长距离辐射能量转移具有很高的能量传输效率以及很好传递方向性,能够在新型纳光子器件的开发中发挥重要应用。(3)我们首次制备了Nd离子掺杂的氧化铝模板(Nd:AAO),并通过电化学沉积的方法在Nd:AAO模板中生长Ag纳米阵列,制备Ag/Nd:AAO复合纳米体系。在复合纳米体系中,我们观测到了Nd离子的线性、次线性、以及超现象光致发光(PL)。同时,我们还研究了Nd离子PL发射偏振以及光谱宽度随激发光强的变化关系。Ag/Nd:AAO复合纳米体系中非线性光致发光发光现象证明在Nd离子以及Ag纳米阵列之中存在强烈的等离相互作用。