二十一世纪是纳米科学的世纪,纳米尺度下光与物质相互作用表现出许多宏观下没有的性质,在集成光学、光通信以及传感检测等领域已有广泛应用。表面等离激元作为纳米尺度下对光子进行操控和集成的重要工具,是在金属-介质交界处产生的一种电磁模式,其沿金属-介质分界面横向传播,同时纵向迅速衰减。具有表面等离激元性质的表面等离激元超材料,常用于高分辨率成像、无标记传感检测等诸多领域。相较于平面结构,三维结构表面等离激元超材料对电磁波调控更加灵活多变,尤其是垂直型纳米微腔结构,纳米微腔的“腔体”能将场能量压缩在在细小地空间内,这种强约束作用可以提升光与物质相互作用,引发极大的场增强,提高表面等离激元超材料传感性能。但是,三维结构超材料加工困难,在纳米尺度下缺乏简便、高效、低成本的加工手段。因此,基于垂直型纳米微腔结构的表面等离激元超材料多工作在太赫兹波段、红外波段,只有极个别深入可见光波段。本论文中针对此问题,为了实现大规模、低成本、用于可见光波段的等离激元超材料,研究垂直堆叠型纳米微腔表面等离激元超材料在可见光波段的光学特性,提出了基于电子束光刻与电镀工艺的表面等离激元超材料的设计与加工方法,实现了便携折射率传感应用。本论文主要研究工作如下:（1）研究垂直型纳米微腔表面等离激元超材料的光学特性。探讨不同微腔高度与环境折射率对表面等离激元超材料光学特性的影响。（2）提出了基于电子束光刻与电镀工艺的超材料加工方法,并制备出全金属结构的“金属-介质-金属”纳米微腔表面等离激元超材料。此方法中,通过控制加工过程中光刻胶厚度来控制纳米微腔高度,从而调整共振吸收峰的位置。（3）在可见光波段下,利用表面等离激元超材料的光学特性,实现折射率传感应用。经过测试,本论文折射率传感方案灵敏度达480.91nm/RIU。综上所述,本论文深入研究了垂直型纳米微腔表面等离激元超材料的光学特性,提出了基于电子束光刻与电镀工艺结合的表面等离激元超材料加工方法,制备全金属垂直型纳米微腔表面等离激元超材料,同时实现了在可见光波段下的折射率传感方案,为便携式光学传感提供了有效可行的解决方案。