在光子学领域,光衍射极限的存在限制了光子器件集成度的发展。因此,如何突破衍射极限的限制,使得人们能够在纳米尺度范围实现对光子的传输和操控已经成为了现代纳米光学研究中的一大热点。随着纳米科学技术的不断发展,在金属-介质表面传播并具有突破衍射极限特性的表面等离子体激元的出现为解决这一突出问题提供了可能的方案。由于表面等离子体激元对金属纳米结构以及周围介质具有超强的敏感特性,使得表面等离子体激元在传感领域具有重要的应用。因此,将表面等离子体激元技术应用在传感器的研究上,有可能促进新一代具有高敏感度和高集成度的微纳光子传感器件的产生。本文利用时域有限差分法对所提出的基于金属-绝缘体-金属波导耦合纳米腔体而构成的新型表面等离子体激元传感器结构进行模拟仿真分析和研究。本论文的主要研究内容如下:首先,从麦克斯韦方程组出发,从理论上介绍了在金属-介质界面上激发的表面等离子体激元及其基本特征,以及金属-绝缘体-金属波导结构的原理。第二,基于金属-绝缘体-金属波导与纳米圆盘腔体耦合的结构,利用纳米圆盘腔体中介质的折射率的改变与该结构透射光谱的线性关系研究它的传感特性,并利用模拟仿真详细分析了传感器结构的参数变化对它的传感特性的影响。第三,研究了基于金属-绝缘体-金属波导与六边形纳米腔体耦合的传感器结构,分析了传感器结构的理论模型,利用模拟仿真详细分析了它的传输特性和传感特性以及结构参数的改变对它们的影响。并且,利用温度与介质的关系研究将该传感结构应用在温度传感上。最后,在研究基于金属-绝缘体-金属波导与单个六边形纳米腔体耦合的传感器结构基础上,研究了基于金属-绝缘体-金属波导结构双侧耦合六边形腔体的传感器结构,分析了它的理论模型,利用模拟仿真方法研究了结构的传输特性和温度传感特性。并且,在论文中我们提出了两个新的概念:光谱间干扰和光谱误判率,为在数值上分析光谱的重叠度和对它们的正确判断程度提供了方法。这为分析传感器的精度问题提供了理论支持,促进高精度传感器的发展。