表面等离激元(SPPs)是由电磁场辐射激发引起金属表面自由电子在金属／介质表面的固有振动,它是光和纳米金属完美结合的产物。由于对周围环境折射率变化非常敏感,在光学传感器的潜在应用受到广大国内外学者追捧。SPPs共振技术由于其独特的优点,在研究生物分子相互作用、生物分子检测及成像等方面展现了它独有的魅力。本论文基于SPPs与还原性细胞色素(cytochrome c, Cyt c)分子之间的等离子能量转移(plasmon resonance energy transfer, PRET)的物理机制,采用时域有限差分方法,研究了还原性Cyt c分子对周期金属光栅及金属狭缝的光透射性质的影响。我们的研究工作可以为设计生物探测器件提供理论指导,在超灵敏生物传感器和进行活体生物分子成像方面具有很大的潜在应用。具体的研究内容如下：1、利用时域有限差分法,研究了含Cyt c分子的一维金属光栅结构的电磁波透射谱特性。研究发现这种周期结构产生的表面等离子激元和局域表面等离子激元混合模式,会对吸附在其上面的Cyt c分子有着明显的相互耦合。表面等离激元的能量会直接转移给Cyt c分子,导致了其透射峰上出现霹雳现象,我们的研究加强了对PRET现象的理解,研究结果在分子识别和检测方面有潜在的应用。同时,我们分析了该结构参量对其透射谱的影响。发现结构周期、狭缝宽度、狭缝长度以及分子层数可控制透射谱线的形状,但是透射峰凹陷的位置不会改变。这说明透射谱中的劈裂谷波长由Cyt c分子本身性质所决定。由于结构参数的不同,导致透射谱存在着很大的差异。在实际应用中,结构参数的优化对设计器件成功具有指导意义。2、我们讨论了基于局域表面等离激元单缝金结构的透射谱特性。通过和周期结构比较,发现在其透射谱上也会出现同样的物理现象,在对应Cyt c分子吸收峰的位置透射谱上出现透射谷,这也暗示狭缝的局域表面等离激元和Cyt c分子间存在能量转移机理。同样,我们研究了狭缝结构参量对其透射谱的影响,发现尽管其透射率较低,但相对透射效果明显。研究证实了基于PRET的局域表面等离子激元共振技术检测生物分子的可行性。