表面等离子体激元在沿介质分界面的传播方向上衰减，在垂直界面方向上场表现为消逝场的形式，一般情况下束缚在表面的电磁波在金属中衰减的很快，在绝缘电介质中衰减的较慢一些。目前表面等离子体激元的特性不断被学术界所关注，其具有透射增强、亚波长局域等特点使得在亚波长尺度的金属结构中对光场实现局域化和导波成为可能，从而为提高光子器件的集成度带来了新的契机。本文的研究以微纳尺度波导结构为基础，旨在深入分析波导结构中的表面等离子体激元的放大与传播的特性，为实现表面等离子技术在等离子芯片、光电集成的应用提供方向。本论文具体做了以下几个方面的研究工作：探讨了表面等离子体激元的基本性质，研究了表面等离子激元的电激发和光激发的机理和特性。从理论上详细地分析了表面等离子体激元的色散关系和4个重要特征长度。设计了金属光栅的介质-金属结构研究电子束激发表面等离子体激元特性，得出了这一结构的耦合特性和强局域特点，提出通过调节光栅周期实现表面等离子体激元的传播波矢控制。在表面等离子体的光激发特性研究中，对两种衰减全反射模型进行了理论分析，重点探讨了应用较为广泛的Kretschmann耦合模型，讨论了K层Kretschmann耦合模型的反射率，分析了通过观测曲线中共振角的变化得到样品的相关变化信息的原理。针对表面等离子激元传播的典型MIM波导结构、MSM波导结构、带状波导结构以及加载介质的波导结构进行了特性研究。采用了理论分析与数值计算验证的方式，分别得到了以下结果: MIM结构的两个金属-介质界面上产生的表面等离子体波在介质中是相互耦合的，电磁场被高度限制在介质层内，但是其中能量衰减相对较快；MSM波导结构具有很好的强局域化特点，半导体介质ZnO可以实现一定的增益补偿特性；带状波导结构的周期光栅可以补偿金属薄膜表面附近的近场损耗；加载介质的波导结构改进了传统单一界面的衰减问题，实现了一定的传输损耗补偿。设计了一种金纳米线覆盖薄MgF2层银膜的结构，从理论上分析了金属波动中表面等离子波产生的电磁力、金属纳米线结构的电动势与电场关系，简要的探讨了Au纳米线生长过程，结果表明：入射光频率越接近表面等离子体激元的共振频率电磁力越大；Au纳米线结构具有很强的局域化，结构产生的电动势量级可达到1V；纳米线结构表现了一定的能场放大的作用。研制了采用植入饱和吸收体的MIM波导结构实现表面等离子受激辐射放大器件。理论上分析了表面等离子受激辐射放大的条件，采用了金属薄膜制备工艺进行样品制备。实验结果验证了改进结构不会改变表面等离子体激元的强局域化特性，制备样品的纳米金粒子尺寸约150nm米达到了的设计要求，得出设计器件解决了放大器件存在的内反馈问题，损耗补充具有比较显著的优势。