现代光学器件正朝着集成化,高速化,节能化方向发展。狭缝波导作为一种具有高局域性,高强度的光子器件,受到科学家们的广泛关注和研究,在传感器、光学机械设备驱动和纳米光子器件等领域具有重要潜在应用。本文首先分析表面等离激元的基本理论,讨论了时域有限差分法和光波段的金属色散模型,在此基础上研究狭缝波导和V型沟槽波导的光传输特性,提出了一种有效提升光波导中光限域的方法,揭示了光栅对光耦合增强的作用本质。提高介质狭缝波导的光耦合作用通常采用增大纳米线的介电常数或者减小狭缝区域内的介电常数的方法,这种传统方法虽然可以增强狭缝区域内的电场,但是狭缝中的磁场并没有得到相应增强。本文在两根硅纳米线的狭缝两边覆上了一层周期性银膜,不仅可以显著提高狭缝内的电场强度,而且磁场也得到了有效的增强,从而狭缝内的光能流提高了3倍。这种平行的金属光栅结构横向放置时,光场的增强随着狭缝宽度的增大而逐渐减弱,随着光栅间隙宽度的增大,狭缝内电场先增加后减小,当光栅间隙宽度约为入射光波长的0.01倍时,电场增强最大。通过电磁场理论分析,发现当光栅间隙宽度约为0.01波长时,平行光栅的等效介电常数最小,导致光场耦合作用最强。平行金属光栅纵向放置时,其光场增强作用表现出了不同的规律,随光栅间隙宽度增大,狭缝内电场增强逐渐减弱,当间隙约为5nm时增强作用开始失效。光场耦合最强时对应的光栅等效介电常数最小。在平行狭缝波导结构的基础上,研究了V型沟槽波导的光传输特性,发现金属光栅结构对沟槽内的电场和磁场均有显著增强,与平行狭缝波导光场增强规律一致。这种平行金属光栅在入射光波的作用下产生表面等离激元,使狭缝区域内的有效折射率降低,可以极大地增强光波导的光耦合作用。这种光耦合作用不仅可以适用于方形和V型光波导也可以应用在其他光波导中,在高限域光波导的设计中具有潜在应用。