表面等离激元（surface plasmon polaritons，SPPs）是存在于金属和电介质交界面处的电磁波模式。SPPs模可以沿界面传播较长距离以及将光强烈地局域在界面处亚波长尺度范围内的特性，使其在各个应用领域发挥重要的作用。因此，对SPPs进行调控便具有极其重要的意义，一直得到物理、化学、材料、生物医学等各个领域的广泛研究兴趣。对SPP纳米光场及其与物质相互作用的调控一直是表面等离激元光学的两个核心科学问题。表面电磁波全息术（简称表面波全息术）是一种用于调控SPPs传播的非常有效的方法，它可以直接设计复杂的表面波全息图，利用凹槽结构调节表面波的散射和衍射行为，实现各种光束整形功能。另一方面，金属颗粒的局域化表面等离子体共振(localized surface plasmonresonance，LSPR)被广泛应用于各个领域。周期量级激光脉冲的产生为人们探索超短时间尺度的物理问题提供了强有力的工具。当脉宽接近载波周期时，光学载波和脉冲包络之间的相对位置，载波包络相位(carrier envelope phase，CEP)成为可以影响光和物质相互作用整个动力学过程的重要因素。金属颗粒和CEP锁定的超短激光脉冲的相互作用有望产生新现象，实现新的功能，因此在纳米光子学领域具有很好的应用前景。　　本研究主要内容包括：⑴横纵模式可控的表面等离子体微腔。在金属薄膜表面上，利用表面波全息术设计并制备出了横纵模式可调控的表面等离子体微腔，并对其进行了光学表征。该微腔支持零阶高斯模式光束以及一阶高斯模式光束。通过调节腔长，可以调控纵模，而横模由表面波全息术设计的具有全息图案的反射镜决定。⑵利用金纳米结构增强硅在近红外的吸收。利用SPPs的局域场增强特性，我们设计了一种金纳米结构用于增强硅颗粒在近红外波段的吸收。结果表明该结构可以将硅颗粒在近红外波段的吸收截面增强近两个数量级以上。⑶受控光场与金属纳米颗粒的相互作用。我们首先考虑光和物质相互作用最简单的模型，即单模光场和二能级原子的相互作用。我们给出了超越旋转波近似下，可以适用于共振以及大失谐原子系统，也可以适用于弱场与强场作用的一个普适的解析解。利用此解析解，我们发现入射光初始相位对拉比振荡以及拉比劈裂存在着不可忽略的影响。接着我们研究了二能级原子和CEP-锁定的超短激光脉冲的相互作用。在超越旋转波近似下分析CEP对各个原子系统的影响，发现原子布居数严重依赖于CEP、失谐量和拉比频率。这一发现可被用于实现二能级原子的布居囚禁。最后，我们着重研究了CEP锁定的超短激光脉冲和银立方颗粒的相互作用。计算所得的银颗粒的消光谱中发现5个LSPR峰，我们从表面电荷分布以及电偶极子和电四极子模式贡献两方面来深入分析光与金属纳米颗粒相互作用的物理机制。随后，我们提出两种有效调控LSPR的方式，分别是改变颗粒几何尺寸以及改变CEP。结果表明CEP具有模式选择功能，可有效用于调控LSPR。