伴随着微纳米制造的发展和人们在生活中对于超高分辨率显示和高色彩饱和度打印越来越高的要求。以有机染料或者化学颜料为原料制备的滤色片存在化学稳定性差、易受高温、紫外线辐射等因素影响而使过滤性能降低等缺陷。近年来基于表面等离子体激元的滤色器可以很好地解决以上问题。为此,本论文重点针对已有颜色滤波器光传输效率不高,颜色纯度低,色域区域较小和带宽较大等缺点。采用时域有限差分方法（FDTD）对滤波器光学和颜色特性进行了研究,旨在提升颜色滤波器的性能。主要研究工作如下:（1）为保证颜色滤波器具有优良的滤波性能并达到高效率,低宽带及高色彩饱和度等离子体颜色滤波器的目的,本文设计了一种高品质因数等离子体颜色滤波器。与其他已有滤波器相比较,其最大特点是可见光范围内其反射,透射和吸收曲线上都只有一个峰值,并且几乎出现在同频段。光与此结构相互作用会发生表面等离子体共振（SPR）,从而激发出金属铝结构与氧化铝层内电偶极子互相耦合所造成的诱导电场束缚以及明显增强所造成的结构内电磁场分布不均,从而呈现出高透射和低带宽现象。结果发现不同结构参数都会使透射谱线发生显著改变,并对不同结构和品质因数之间关系进行分析,获得了品质因数可达98的颜色滤波器结构。（2）为了解决现有的滤波器存在的光传输效率低、色域面积小问题。本文设计了一种新型的全介质圆环-纳米棒结构颜色滤波器。利用该结构与入射光相互作用激发米氏共振（Mie resonance）,在可见光波段展现出较强的反射特性,从而实现不同的颜色宽色域特性。采用时域有限差分法对纳米棒、纳米环、硅圆环-纳米棒三种不同结构的反射光谱及其颜色显示规律进行比较。同时研究纳米棒直径、圆环直径、高度和周期等主要参数对反射光谱及颜色特性的影响。结果表明,所设计的全介质圆环-纳米棒结构的滤波器在特定光波段的反射特性得到极大的提升;经优化后的颜色滤波器在可见光范围内反射率达到70%以上、通过改变纳米棒直径可实现宽色域颜色滤波特性,其色域面积高达0.115。（3）为了解决等离子体颜色滤波器存在颜色饱和度低的问题,提出了一种半峰宽（FWHM）超窄反射型彩色滤波器。该器件由二氧化硅衬底上与周期排列的长宽不相等的矩形氮化硅纳米块构成。研究了结构周期、长度、矩形块的高度、入射偏振角等参数对滤波器性能的影响,通过适当调节,可以获得一系列在全可见范围内的超窄半峰宽的调谐光谱。同时,在全可见范围内,反射效率可保持高达0.9。