纳米光学技术的发展和纳米器件制作水平的不断提高,对表面等离激元的研究起到了极大的促进作用,使其在纳米光子学、集成光学器件、生物传感器等多个领域得到飞速发展,并延展开了诸多新的研究方向。目前基于表面等离激元的传感器已臻于成熟,可基于局部折射率改变所引起的变化,间接检测器件表面所吸附的分子,也可利用增强的光学近场,基于不同的光与物质相互作用原理,直接检测分子。目前,针对具备氧化还原特性分子状态进行检测的表面等离激元器件并没有得到广泛开展,特别是针对生命体内的氧化还原蛋白质。因此,本文针对这一需求,以细胞色素-c蛋白质为目标生物分子,研究表面等离激元生物传感器。该蛋白质是呼吸链中的重要一环,其主要功能是在线粒体膜蛋白之间进行电子传递,在临床上已应用于治疗由于细胞呼吸障碍引起的缺氧症状,因此研究其在氧化态与还原态之间转换的特征和规律具有十分重要的生物和医学意义,而研制具备可检测氧化还原蛋白质状态的生物传感器对揭示与该类生物分子相关的致病机理、疾病检测、新药研制等提供理论基础和技术支持。本文首先详细介绍了表面等离激元的发展史和原理,表面等离激元效应的超透射现象,其次利用光栅耦合激发表面等离激元的方式设计了基于CMOSOL软件的数值模拟模型,数值模拟了基于金薄膜和铝薄膜的两种纳米孔洞阵列模型。模拟结果显示:（1）基于金薄膜的模型通过改变模型周期、孔洞直径的大小,在可见光和近红外波段实现了对透射峰值的共振频率、共振波长、共振强度和数量的调控,通过改变偏振方向和添加纳米缝隙链的对比模型模拟,实现了透射共振峰的蓝移,得到更窄半峰宽的透射光谱,优化了实验模型。通过对透射峰值进行分析,解释了各透射峰的产生原因和变化因素。（2）通过模拟基于铝薄膜的模型并进行数值拟合超透射峰值,实现了表面等离激元的共振频率与细胞色素-c在氧化态和还原态下吸收光谱的最大差值处的目标,因此有望将该模型进行实际制造,通过动态测量透射光谱间接检测细胞色素-c氧化还原状态的动态转换过程。该模拟工作为研制应用于具有氧化还原特性分子的表面等离激元生物传感器提供了必要的理论基础。