伴随着人类文明的进步,信息量急剧膨胀,以电子传输为基础所建立的计算处理工具被要求具有更高的集成性,而电子传输本身无论是热损耗,还是磁干扰,以及到达纳米尺度后出现的德布罗意物质波衍射等问题,都迫使人们把目光转向其他传输方式。光传输,做为一种历史悠久的传输媒介,成为了解决问题的救命稻草。光子与金属导体表面自由电子气的耦合,会激发等离子体表面波。具有优秀的局域性,可以突破衍射极限,成功实现光传输器件的小型化和集成化。本文主要研究金属纳米波导结构等离子体激元表面波的传输特性,使用时域有限差分(FDTD)方法进行电磁场模拟,然后采用MATLAB数值处理软件对数据进行后处理。全文内容包含金属纳米圆柱波导结构,从等离子体的表面波的激发方式的选择以及与其相对应的模式激发情况,不同模式的强度与相位信息以及传播长度和模式面积等具体参数信息,讨论到怎么在此波导上得到我们想要的模式,并在最后初步讨论了不同模式下有限长的纳米金属圆柱波导另一端的辐射情况。文章的组织结构：首先使用经典电磁场理论解出圆柱座标下的金属圆柱波导的等离子体激元表面波的模式方程,然后讨论了模式的截止情况,给出了m=0模式和|m|=1模式的场分布情况。然后选择一个具体仿真实例,解释了仿真中所得到电磁场分布。然后,查看不同的纳米圆柱波导半径和不同的激发光波长对于模式分布的影响。最后,我们选取一个实例,探讨了有限长纳米圆柱波导不同模式的辐射情况。在文章中,我们首先讲述了等离子体光学的发展历程,并对各领域中,等离子体相关应用发展现状给出了介绍,然后阐述了金属纳米波导等离子体表面波研究重要意义和迫切需求。介绍了等离子体激元表面波的基本理论,并结合我们讨论纳米圆柱金属波导的需要,重点介绍了我们所要使用的几个参数。然后,从差分运算原理出发,详细的推导了时域有限差分方法(FDTD)的差分表达式,得出了一般的稳定性条件和收敛性要求。然后,结合我们所使用的具体仿真软件,给出了我们在仿真中的参数设置和边界条件的选择。并且,对我们讨论的结构中所涉及到的材料的计算模型进行基本的介绍。之后,我们详细的给出了金属纳米光波导的模式分析的理论计算,对于模式截止频率进行了详细讨论,给出了不同模式各自详细的场分布情况,讨论了模式混合情况下的场分布,定义m=0模式与|m|=1模式的混合模式比例系数。讨论了两种不同的激发条件对模式分布的影响,定义了两种激发条件下的|m|=1模式的强度比和相位差。然后,选取激发光源波长λ=590.4nm的高斯光源,对应半径R=100nm的银Ag纳米圆柱波导为例,详细讨论如何处理仿真结果,获取我们需要的数据。之后,我们改变纳米圆柱波导的半径和激发光源的波长,给出不同物理参数下金属纳米光波导的混合模式比例系数,并绘制出该系数随不同参数的单变量变化曲线。着重讨论了|m|=1混合模式的相位差随不同的激发方式变化的曲线,并提出一种特殊情况下获得m=1模式或m=-1模式与m=0模式耦合波的方法。并且,对应不同的物理参数状态,讨论各个模式的传播长度和模式而积。最后,我们针对不同的激发光源偏振条件,分情况初步讨论了m=0模式为主导的混合模式,单一的|m|=1模式的辐射情况,给出了不同模式的圆偏振度以及实际应用。