在纳米光子学领域,表面等离激元纳米结构可实现亚波长尺度下光的高效操控,其具有的表面等离激元谐振效应,不仅能以表面等离极化激元的形式进行传输,增加光在材料中的传输光程;还可形成局域表面等离激元谐振,产生显著的近场增强效应。利用表面等离激元纳米结构所具有的独特光学性质,可有效增加纳米光电器件的光吸收与响应度,为实现探测器件的性能提升提供了机遇。本文第一部分的研究工作聚焦在具有传输型表面等离激元效应的金属纳米光栅对InAs/GaSb超晶格中红外探测增强的作用。采用有限元算法仿真研究并比较了加入表面等离激元光栅阵列结构前后器件的光学吸收特性,讨论了器件增效的内在物理机制,并对比分析了光栅的结构参数对器件光吸收的影响,为后续设计表面等离激元增效中红外光电探测器件提供新的研究思路和方法。本文第二部分的研究工作是讨论局域表面等离激元纳米结构在近红外波段的探测增强特性。理论研究了各向异性表面等离激元纳米结构——银纳米板的局域表面等离激元谐振特性,结果表明:通过改变金属纳米结构的尺寸、厚度以及周围介质折射率等可实现其谐振峰在红外波段的有效覆盖。在理论设计的指导下,采用晶种生长法实验制备了银纳米板结构,并实现了对银纳米板形貌、尺寸的有效调控。同时,实验研制了二维材料MoS₂光电探测器,并测试器件的电学特性;结合自组装技术,探索研究了表面等离激元增强二维材料光电探测器的实验制备工艺,为后续表面等离激元增强二维材料探测器的制备和性能测试提供了实验支撑。在本文第三部分的研究工作中,为了拓宽局域表面等离激元纳米结构谐振峰的调谐范围,满足更长波段的探测增效需求,进一步仿真研究了中空银纳米板在红外波段的光学性质。仿真结果表明:通过改变中空银纳米板的厚度和腔长大小,实现了其谐振峰在红外波段的可调,且其红外波段的谐振半高宽明显比银纳米板的小,可用于窄带探测增强。此外,中空银纳米板可用于折射率传感,折射率灵敏度高达1333 nm/RIU,传感品质因子FOM为9.52。