随着微纳光学领域的不断进步,表面等离子体技术便吸引了科研学者们的研究目光。其中表面等离子体波实质上就是入射光与金属中游离的电子之间耦合而形成的,进而将光紧紧束缚在介质层中,具有高度的局域特性以及近场增强的特性。将其应用在波导结构上,可以突破光的衍射极限影响以及具有纳米级光场限制能力。而在众多波导结构当中,以其混合型波导有着更佳优良的特性:较强的光场限制能力以及较低的传输损耗。本文在表面等离子体波导的基础上,添加了一层带有金属特性的二维材料,提出了一种新颖的混合表面等离子体波导结构。之后在COMSOL Multiphysics模拟仿真软件中构建了物理模型,并分析了其波导结构的电场分布和模式特性随着波导参数变化的规律。而在将该波导结构应用于激光器中时,主要研究了激光器的品质因数以及增益阈值。为新一代纳米光子器件的发展提供了一定的理论依据和方法。本文的主要工作包括以下几个方面:首先,介绍了课题的研究背景及意义,又对表面等离子体的应用领域以及未来的发展趋势进行了简单的阐述。其次介绍了表面等离子体波导的基本理论和研究方法,为后续提出的新型二维材料混合表面等离子体波导结构的研究奠定了理论基础。其次,提出了一种新颖的钙钛矿混合表面等离子体波导。该波导可以将光场牢牢地约束在钙钛矿与增益介质之间的空气层中,进而实现在深亚波长约束下进行低损耗传输。通过对金属圆环的半径、空气层的厚度以及圆角半径对波导模式特性的影响的研究,分析了该波导的电场分布与模式特性。结果表明:在1550nm工作波长的最优参数下,该波导结构有着较低的传输损耗,同时还具有较强的模场限制能力。所以将钙钛矿材料引入到波导结构中,可以大大提升波导的性能。最后,又设计了一种新型的石墨烯混合表面等离子体波导,研究了其模式特性。将其应用于纳米激光器中,研究了表征激光器特性的品质因数和增益阈值。结果表明:该波导结构有着高品质因数、低能量损耗、低阈值极限以及超小的有效模场面积。同普通波导结构相比,该结构具有更强的光场限制能力和微腔束缚能力。为研制新型高效纳米激光器件提供理论和技术支持,有望能够应用于片上互连、光子集成电路、光学存储、光信号处理等领域。