表面等离子体激元(Surface Plasmon Polaritons,SPPs)是束缚在金属/介质界面的一种电磁波模式,具有透射增强、亚波长局域等特点,使得在亚波长尺度的金属结构中对光场实现局域化和导波成为可能,从而为提高光子器件的集成度带来了新的契机。近几年,金属介质亚波长SPPs波导成为一个研究热点,被认为是实现光电纳米集成的主导技术。论文首先介绍SPPs基本理论,包括色散特性、特征参数、激发方式等相关物理机制,这是进行SPPs相关研究的理论基础;接着对金属Drude模型以及分析SPPs模场分布的FDTD数值计算方法做了详细介绍,这对进行SPPs器件研究具有重要意义。在此基础上,本文对以下问题作了重点研究:1.构造了金属三角形结构,利用FDTD方法模拟了光照射此结构激发SPPs的情况,观察并分析了SPPs的传播过程。2.研究了金属/介质界面SPPs的干涉理论,推导了金属三角形结构SPPs干涉相消条件,并在FDTD仿真实验中观察到了此干涉相消现象。3.在对SPPs激发和干涉理论深入研究的基础上,设计了基于三角形的光控光开关器件,利用信号光和调制光所激发的SPPs的干涉相消作用,实现了对光的控制。整个结构尺寸仅为1.8 m m′1m m ( x′z方向) ,消光比约为23 dB ,开光时间仅为0.9 fs。基于SPPs的光开关可以在小于衍射极限的亚波长范围内实现对光的控制功能,可应用于高速大容量的光纤通信系统中,是未来集成光器件的重要研究方向。