在纳米尺度下操控光与物质相互作用的纳米光子学是纳米技术和光学学科中最受关注的领域之一。其中金属纳米颗粒由于具有表面等离激元特性,有着卓越的光局域能力,为在纳米尺度下的光操控提供了一个强大的工具。此外,硅纳米颗粒固有的多极电和磁共振模式为人们提供了一种光操控的新策略,不仅可以通过调控散射共振来增强局域态密度,还为实现多模共振模式提供了途径。然而,建立一个能实现灵敏光开关、低损耗和强光增强的策略方案仍然是一个难题,而这种方案在高灵敏度、超稳定和高兼容性的器件中有着巨大的应用前景。本论文提供了解决这些问题的几种策略方案,主要研究分为以下几个部分:1.为了实现低损耗和超灵敏的光开关,基于磁共振的Fano共振响应是一个很好的解决方案。因此,本文提出了由金纳米六角片和银纳米立方体分别与硅纳米球构建的两种异质二聚体纳米结构,实现了基于磁共振的Fano共振响应。在金纳米六角片与硅纳米球的异质二聚体中,金纳米六角片的电四极模式和硅纳米球的磁偶极模式之间的干涉产生了Fano线型散射。其中金纳米六角片的厚度和宽度对于Fano响应的影响很小,而硅纳米球的直径能有效地调节Fano响应的位置。在硅纳米球直径从50 nm变化到150 nm时,Fano峰红移了90 nm左右;而金纳米片在60 nm的厚度变化和100 nm的对边宽变化下,Fano峰位都没有明显的移动。这种特性既提高了制造的容错性,又提供了一个高效调节Fano响应的方案。此外,这种异质结构对于耦合距离会表现出异常的灵敏性,仅1nm的间距变化,Fano共振的峰和谷就移动了100 nm左右,并且线型发生了明显的改变。而在银纳米立方体和硅纳米球的异质二聚体中,该结构也产生了基于磁共振的Fano共振响应。通过研究硅纳米球的尺寸效应对该结构的Fano线型的影响,发现硅纳米球直径从70变化到130 nm后,Fano峰发生了明显的红移,大约100 nm左右。并且该异质二聚体同样表现出了对间距的敏感性,仅在0.2 nm的间距下,Fano共振就蓝移了100 nm。这两种异质结构都提供了一种基于磁共振的Fano共振响应,并满足对电共振模式和磁共振模式实现同时控制,对于制作基于磁共振模式的Fano响应器件提供了一种新的思路。2.电共振模式所形成的“热点”能产生显著的发光增强效果,但需要发射体偶极取向与外部场一致。而磁共振模式所形成的“热点”由于其循环的位移电流作用,可以对任何方向上的发射体都产生适度的增强效果。本文构造了几个由硅纳米球二聚体构成的纳米腔,它们可以同时支持电共振模式与磁共振模式的“热点”。在纵向和横向激发下都对R6G分子产生了荧光增强效果,其中最大的增强因子达到了2.46。此外,该纳米腔在纵向激发下,电共振模式增强占主导;在横向激发下,则磁共振模式增强效果更明显。这种双模式增强的纳米腔可以实现强增强效果的电共振模式到高兼容模式的磁共振模式的转换,对于制作基于荧光信号放大的纳米光子器件有着促进作用。3.增强发光强度以及实现定向发射能扩展传输和识别光信息的手段。本文不仅在单粒子尺度上构建了一个特定Yb3+/Er3+/Mn2+共掺杂Na YF4与金棒纳米天线的耦合系统,还通过Na YF4:20%Yb,0.5%Er@Si O2与金纳米棒在溶液中组成了多颗粒系统。这两种系统都能实现显著的荧光增强效果,并且由不同金棒纳米天线负载的Na YF4:Yb3+/Er3+/Mn2+还能实现荧光定向发射。其中经过金棒纳米天线调制后的Na YF4:Yb3+/Er3+/Mn2+@Si O2的发光强度获得了最高～138的增强因子,在发射偏振和激发偏振测量中获得了85%和81%的高线偏振结果。而在多颗粒系统的实验中,通过控制Na YF4:20%Yb,0.5%Er表面的二氧化硅厚度,在660nm,550 nm和410 nm处分别获得了10.3,8.0和9.1的荧光增强因子。此外,在与金纳米棒的最佳溶液比下,在三个发射带都获得了约10倍的发射增强。这种单颗粒尺度耦合构型设计以及多颗粒耦合系统构建是实现高效调控上转换荧光的有力方案,为实现高灵敏的探测器与偏振控制器件开辟了一条新的道路。