近年来,对微纳米光子学的研究逐渐成为光学乃至整个物理学研究领域的一个热点。微纳米光学结构可以用来集成化地调节光子的状态,在通信和计算领域都具有极其重要的应用。因此研究微纳米光子学对实现光子在经典和量子领域的应用具有极其重要的意义。作为微纳米光学中具有各自优异特性的光学共振结构,介质光学腔和表面等离激元已逐渐成为微纳米光学领域最有影响力的两个研究方向。围绕这两种结构,研究者们广泛探讨其在量子光学和经典光学中的应用,涉及到各种基础物理的验证问题也如火如荼地展开。这两种结构中,表面等离激元是位于金属介质表面的等电子密度波,其本质上反映的是金属表面处的电磁场激发情况。由于它的场分布极大地受到了金属表面性质的限制,因此通常可以通过定制金属结构的形状来定制其场的性质。同时,表面等离激元的激发具有亚波长的特性,这使得表面等离激元成为光学器件集成化的一个优质平台。介质腔是以光学介质为基质的光学腔,它的回音壁模式给我们提供了 一个极其优异的光子局域化的方法,而强局域化的光子可以十分高效地与其它介质相互作用,这在极大程度上改善了光子难以与其它系统产生相互作用的劣势。然而无论是表面等离子体结构还是介质腔结构都有其固有的缺点。因此,我们对表面等离激元共振结构及介质腔的回音壁模式同时进行研究,以求深入了解这两种结构各自的物理机理并使其优质特性相互补充,来设计出高效的光学结构。研究中,我们首先将介质腔的回音壁模式引入到了表面等离激元腔中,实现了表面等离激元腔的模式控制。然后,运用耦合模式理论和数值仿真的方法,我们研究并实现了对这些腔的模式强度的调控,这对未来实现光子与多能级原子的耦合具有非常重要的意义。同时,我们还将介质腔中时间-空间反演对称的概念引入到了表面等离子体体系,实现了表面等离激元的手性传播和全光调控。此外,我们也研究了介质腔的力学模式与磁学模式的耦合,即当介质腔系统具有多个自由度时,该系统多个自由度相互作用下的光学调控。研究发现,一方面,在光场耦合下,介质腔系统不同自由度之间的相互作用存在反常点,该反常点会给系统带来一个绝热演化的手性;另一方面,由于这类耦合系统的的性质是通过光场控制的,因此可以通过实时调节输入光场来实现对该类系统的实时调控,这对于实现高速可控光学量子器件的制备具有十分重要的意义。