在纳米光子学中,表面等离激元已成为其研究热点之一。表面等离激元是金属表面自由电子在外界电磁场作用下产生集体振荡的现象。表面等离激元分为局域表面等离激元（Localized Surface Plasmon,LSP）和表面等离极化激元（Surface Plasmon Polariton,SPP）。由于表面等离激元的场增强及克服经典衍射极限等特性,表面等离激元波导引起了越来越多科研人员的研究兴趣。与其他表面等离激元波导相比,金属-介质-金属（Metal-Dielectric-Metal,MDM）波导具有高光场限制性,几十微米的传播距离,结构相对简单,便于加工制作等优势,因而受到了广泛关注。随着纳米技术和等离激元光子学的迅速发展,研究者们研究了MDM波导系统中的Fano共振,探究了其在传感、开关、滤波等方面的应用,为高性能片上光子器件的研制奠定了基础。本文的研究内容如下:（一）基于Fano共振,数值并解析地探究了表面等离激元片上传感器。该结构由两个MDM波导及环形腔组成,其中嵌入环形腔中的金属棒用来调节系统的不对称度。建立的理论解析模型与时域有限差分法模拟结果一致,揭示了Fano共振的物理机制。与耦合谐振腔不同,单个对称破缺微腔系统中的Fano共振归因于对称模与非对称模的相互作用。表面等离激元结构的光谱及传感特性与谐振腔的不对称度紧密相关。尤其是,该表面等离子体传感器可探测到数量级为10^-5折射率的变化,是对称腔系统优化系数的17倍。另外,对酒精分析物温度的灵敏度达到0.701 nm/℃。与耦合腔结构相比,此单腔片上高灵敏度传感器更紧凑,为高集成度光子器件奠定了基础。（二）设计了一种基于Fano共振的简单、可调谐的表面等离激元传感器。该系统由嵌入两可移动挡板的MDM波导与一个槽腔组成。Fano共振是由挡板产生的宽连续态和槽腔产生的窄离散模态之间的相互干涉引起的。通过调节两挡板中分析物的折射率,可动态调控光谱的传输特性,避免改变表面等离激元系统的结构参数。另外,探究了该表面等离激元结构的传感性能。研究结果为可调控,芯片级传感器的研究提供了解决方案。