由于具有独特的介电响应，金属微结构材料近年来引起了人们广泛的研究兴趣。电磁波与金属纳米结构的相互作用展现出一系列新颖的光学性质，如增强透射、完美吸收、电磁诱导透明、人工磁性、光学旋转等。　　本文对金属微结构材料中的电磁波耦合效应进行了理论和部分实验研究，主要包括一维多层金属光栅以及三维复合等离激元晶体两类。各种强烈的耦合效应的引入，使得金属微结构材料的光学性质愈发丰富。　　1)在一维多层金属光栅结构中，电磁波与表面等离激元极化波(SPP)的耦合，在一定条件下将导致异常光学透射效应。异常透射峰对应于反射极小和吸收极大，其产生的物理机制与多层结构横向和纵向的SPP耦合都密切相关，可用等离极化激元调制的偶极子干涉模型很好的解释。　　共振透射发生时，多层结构金属条中形成反对称的电场分布，电磁场主要集中在金属条间的介质层，因此共振透射峰具有较低的非辐射损耗。此外，随着金属膜厚度的增加，耦合SPP、局域磁共振和腔膜共振的共同作用使得多层光栅结构的透射峰呈现出异常的双模振荡特征。　　一维层状金属光栅主要表现为增强透射，其吸收效率一般不高。而复合多层光栅结构（在原多层光栅结构中引入凹槽阵列）即有可能获得高效率的光吸收材料。异常光吸收现象的产生是源于SPP激发和环形共振的共同作用。此外，这一效应具有明显的空间非对易性和偏振依赖性。　　2)在由金属纳米棒三维周期排列构成的等离激元晶体中，电磁波与等离激元极化波的强烈耦合导致新的元激发。从发生电磁耦合的类型来看，等离激元晶体中的元激发可分为电等离极化激元、磁等离极化激元和磁电耦合的等离极化激元。　　以平行金纳米棒对排列的复合等离激元晶体为研究对象，本文对电磁波与复合等离激元晶体的磁电耦合效应进行了系统的研究。在长波极限下，从牛顿方程和电磁本构方程出发，推导了决定等离激元纳米结构中耦合物理机制的黄昆方程。并由此出发，得到两方面的结论。一、解析给出了磁电耦合的等离激元纳米结构的等效电磁参数，为强耦合的超构材料电磁参数的提取提供了一种新的思路;二、揭示了磁耦合（包括磁电耦合）的等离激元晶体的元激发特性以及极化激元带隙效应。通过选择合适的结构参数，此类磁电耦合的等离激元纳米结构可用于设计双通道的滤波器件、电磁波传播控制材料，等。　　以垂直金属纳米棒对排列而成的复合等离激元晶体为研究对象，本文对电磁波与复合等离激元晶体的电耦合效应进行了理论研究。文中同样给出了揭示其耦合物理效应的黄昆方程，并在此基础上系统研究了等离激元晶体的元激发和长波光学性质。由于各向异性的电耦合，该晶体具有两个线偏振的本征态，特定偏振入射的时候存在交叉透射现象，这一结构可能被用于偏振可调的极化激元带隙效应和滤波效应。