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能带论的提出，使人们清楚地认识了金属、半导体、绝缘体的区别。很长一段时间金属只作为一种导体材料使用。随着金属表面等离极化激元SurfacePlasmon Polaritons(SPPs)的提出和深入研究，人们发现由于金属体内的自由电子和电磁波（光）的相互作用，往往会产生一些新的光学现象，继而延伸出金属对光学调控的可能应用。 表面等离极化激元，是一种沿着金属和介质界面传播的电磁波，特别是在红外和可见光波段有很好的响应和应用。表面等离极化激元包括了电子在金属表面的震荡（极化）和电磁波沿界面的传播。近年来，随着科技的不断进步和微纳加工技术（聚焦离子束刻蚀FIB，电子束曝光EBL等）的不断提高，为我们在微纳尺度研究金属和光的相互作用提供了有力的保障。目前的研究方向有:增强透射、增强荧光、超分辨成像、电磁隐身、负折射、电磁诱导透明、太阳能电池、等离激元激光器等。 本文通过对金属表面等离极化激元的理论和实验研究，拓展了金属表面等离极化激元在光学上的应用。通过设计穿孔的金属微结构，实现对光偏振的调控和增强荧光发射的研究。论文主要内容如下: 1、区别于传统平面手性材料对光学旋转的低效率、多层次、非零级透射的弊端，我们实验上设计了一种单层贵金属银膜上的S形穿孔微结构，从表面等离极化激元共振出发，在零级透射中实现了极大的光学旋转。（实验中得到了旋转率为4.1×105度/毫米，远远大于任何一种自然材料，如石英晶体的旋转率仅为17度/毫米）。通过微结构的精确设计，实现SPP和LSP共振同时激发。利用LSP共振，实现偏振与入射偏振方向垂直的电磁辐射输出。利用SPP波穿过样品结构时带来的相位延迟效应，调制样品厚度使SPP和LSP产生的偏振平行于入射偏振方向的电磁辐射相消叠加，从而实现对零级透射光学偏振旋转的有效控制。随着样品厚度的增加，光学旋转角度也得到区别于传统手性材料的非线性增加。尤其是当单层金属银膜厚度为245nm时，在零级透射中实现了接近于线偏振的90°光学旋转。这项研究为以后设计微纳尺寸的偏振器件提供了理论和实验的支持。 2、利用SPP和LSP能够将光场局域在微纳尺度，在金属微结构附近实现强的电场强度，探索研究了Er∶Yb∶YCOB晶体（YCOB晶体，掺铒掺镱材料，980nm的吸收峰，1550nm的发射峰）1550nm荧光增强发射。通过设计不同参数的周期性孔阵结构来研究金属表面等离极化激元其对荧光增强的不同作用。实验中发现周期性金属微孔阵结构的共振波长在Er∶Yb∶YCOB晶体的发射峰，即1550nm共振相对于共振不在发射峰的样品有15倍左右的荧光增强，而在晶体的吸收峰即980nm波段共振的结构对荧光增强较弱。实验上利用表面等离极化激元初步实现了钇铝石榴石（YCOB晶体）在1550nm光纤通信窗口波段的荧光增强。