当光入射到由两种不同透明介质所构成的分界面时,会发生反射与折射现象。反射过程可用Snell反射定律来描述,然而实际的反射光束会在几何空间中出现非镜面反射现象,即反射点在入射面内和垂直于入射面的方向均会出现一个微小的位移,分别称之为古斯-汉森(Goos-H?nchen,GH)位移和Imbert–Fedorov(IF)位移,IF位移的本质是光自旋霍尔效应(spin hall effect of light,SHEL)。要实现GH位移与SHEL的实际应用,其灵活调控尤为重要。以往的研究对于GH位移和SHEL的调控主要是利用不同的材料或结构来进行,一旦结构固定以后很难对其实现灵活调控。本文的主要工作在于实现GH位移和SHEL的磁场调控及初步的传感应用,研究了外加磁场情况下的可调GH位移与SHEL,即磁光古斯-汉森(MOGH)位移和磁光光自旋霍尔效应(MOSHEL)。(1)MOGH部分:首先设计了金-镍纳米薄膜磁光等离子结构实现GH位移的磁光增强与调控,通过改变入射角大小及外加磁场的方向,实现了GH位移的磁场调控。研究发现,相反磁场方向的GH位移相减所得到的MOGH位移具有更窄的谱线宽度,对结构参数和外加磁场变化更为敏感。利用量子弱测量方法测量了上述结构中放大后的GH位移,并通过改变金薄膜下方的溶液浓度以实现折射率传感。然后将GH位移从光波段扩展到了太赫兹波段,利用单层石墨烯的磁场可调特性实现了磁场对GH位移的调控。同时使用了解析法和数值法进行仿真,两种方法所得结果符合的较好。(2)MOSHEL部分:推导了具有磁致旋光情形下的反射光自旋分裂计算公式。设计了三种结构实现了光自旋霍尔效应的磁场调控。第一种为具有双负超材料衬底的磁性介质Ce:YIG(掺铈钇铁石榴石)薄膜结构,第二种利用含有单层石墨烯的光子晶体缺陷结构对SHEL进行磁场调控,对两种结构进行了仿真研究。第三种结构为二氧化硅衬底的Ce:YIG薄膜。研究发现,在第一种结构中由于双负超材料的存在,Ce:YIG薄膜反射光的磁光克尔效应与SHEL都得到了极大的增强。在极向和纵向磁场情况下自旋分裂表现出非对称性,而外加横向磁场时自旋分裂为对称分裂。在第二种结构中,光子晶体缺陷模的光子局域特性增强了石墨烯与入射光场的相互作用。在外加极向磁场下,光子晶体上表面反射的光出现了接近90度的克尔旋转。与此同时,反射光中左、右旋圆偏振光的自旋分裂达到波长的7倍。之后讨论了其折射率传感特性。最后,利用量子弱测量方法,测量了第三种结构反射光的自旋分裂,对第一种结构中得到的相关结论进行了验证。