金属光子晶体是周期排列的金属纳米孔、纳米柱以及纳米线的结构,其基于的物理机理是粒子等离子共振效应。本文研究的对象是波导耦合金属光子晶体,它所表现出来的光学特性依赖于等离子共振与波导模式发生强烈的耦合作用。利用消光光谱可以表征这种结构的光学特性,这种纳米器件可广泛应用于光学开关、生物传感器、光电子性能的研究。制备金属光子晶体方法包括:电子束刻蚀结合后续剥离法、激光干涉光刻结合干刻蚀技术等。然而,这些方法存在一些明显的缺点,比如制备的结构面积小(百微米量级)、制备工艺复杂、成本高设备昂贵等。本课题采用激光干涉光刻法和溶液法相结合的办法制备金属光子晶体,其特色在于:制备面积大,加工过程简单、成本低廉,适合工业化生产过程,具有广泛应用应用前景。本文首先利用干涉光刻技术制备了波导耦合纳米光栅结构,系统研究了其波导共振模式的角分辨调谐特性及其对光栅参数、入射光偏振特性的依赖关系,并作了相应的理论模拟。特别研究了光栅周期和厚度对波导共振模式角分辨调谐速率的影响。其次在纳米光栅的基础上将光栅槽内填入金纳米颗粒,制备出面积大、功能稳定的波导耦合金属光子晶体。除研究基于ITO波导金属光子晶体的光谱学特性以外,又研究了ZnO波导金属光子晶体的角分辨调谐特性,以及ZnO波导厚度对其光谱学特性的影响,发现了ZnO波导厚度为300nm时的双波导模式和500nm时的三波导模式,并在理论上解释了其产生原理以及模拟了多共振模式的调制特性。良好的实验结果对于器件进一步应用于滤波、生物传感技术具有重要的指导意义。