表面等离体激元(surface plasmon polaritons SPPs)是以波的形式在金属与介质(或真空)的分界面上传输的一种电磁激发,它是大量电子的一种集体振荡,其大多数现象都可以用经典Maxwell电磁场理论来处理。近些年来,实验发现表面等离体激元也存在丰富的量子效应。如实验发现表面等离体激元协助纠缠光子对传输,并观察到了正交压缩表面等离子体激元在金波导中的有效产生、传播和重新辐射现象等,展示出表面等离体激元在量子信息中应用的前景。论文重点在于研究表面等离体激元的量子特性,并希望进一步研究它在量子通信和量子信息处理中的应用。因此论文第二章论述了量子纠缠态的特性及其在量子通信中的应用；第三章介绍电磁场量子化方法和量子化电磁场的性质,并介绍量子光学中的热库理论,它将用于表面等离体激元量子化及其量子特性的研究；第四章介绍表面等离体激元的经典理论,特别讨论了光通过亚波长小孔阵列时的异常透射现象；第五章是论文的重点,全面论述了表面等离体激元的量子特性,集中介绍作者在这方面做的创新性的工作。本论文的创新性成果有：1、提出利用类似于光学压缩态的描述方法来描述表面等离体激元压缩态,通过引入压缩算符作用在表面等离体激元量子态上产生压缩态；2、利用量子光学的热库理论来研究表面等离体激元压缩态在波导中的传输,以及由损耗存在对压缩性的影响,通过解量子光学的主方程,求出表面等离体激元压缩态在金波导中传送时的损耗系数；3、当等离体激元在非线性介质界面传送时,可以形成等离体激元孤子,利用量子光学的基本处理方法,建立表面等离体激元孤子传输的量子场方程,一个带损耗的量子非线性Schrodinger方程。利用这方程可以研究表面等离体激元孤子在金属和非线性介质界面中的各种量子效应。上述工作对深入了解表面等离子体激元的量子性质及其应用,特别对其在量子计算和量子通信中的应用有重要的意义。