随着纳米科技的飞速发展，金属纳米颗粒受到越来越多的关注，其在生物医学、物理化学等领域的应用也日益广泛。目前，科学家已经成功合成了各种不同尺寸，形状各异的金属纳米颗粒，并对它们的光学、电学等性质进行了系统地研究，其中一些成果具有十分重要的科研价值。在众多的纳米颗粒中，金纳米棒具有良好的各向异性和随长径比变化的等离子体共振峰，其荧光更具有无闪烁、无漂白、稳定性强等优点，加之自身的无毒性和良好的生物相溶性，使其迅速成为当今纳米科学领域最受人关注的材料之一。　　本文主要围绕金纳米棒的荧光性质展开，研究其辐射特征和应用途径。借助一系列精密的光学设备，散焦成像技术和DDA数值模拟软件，从实验和理论两方面探索了金纳米棒的荧光特性。全文共分为以下六章：　　第一章为引言，主要描述当前国内外在纳米科技、金纳米颗粒、散焦成像技术、DDA模拟方法等多个与本文相关领域的研究进展，同时说明课题开展的意义，采用的研究方法和技术手段。　　第二章介绍了一种模拟方法-离散偶极近似方法(DDA方法)，可以计算任意形状及尺寸的金属纳米粒颗粒对电磁波的光学吸收、散射及消光性质，还能给出特定平面的场强分布。此外，本章对一些实验结果进行了模拟。　　第三章专注于样品的制备，系统地介绍了当今科研界制备金纳米棒的多种方法，提出晶种生长法是最理想的合成方法。通过参考晶种生长法的相关实验，我们成功制备出了尺寸均一，长径比不同的水溶性金纳米棒。　　第四章主要论述所制备出的金纳米棒的光学性质，主要包括消光和荧光两部分。其中在检测荧光性质时，我们对比了单光子荧光和双光子荧光，发现两者的强度都随入射光的偏振性发生周期性变化，频率也一致。而发射光则表现出了不同的性质，预示着两者的产生机理可能不相同。　　第五章是本文的核心内容，也是主要创新之处。我们研究了双光子荧光偏振性与单光子荧光散焦像之间的关系。通过对比，我们看到，散焦像所提供的二维取向信息与双光子荧光偏振性得到的十分一致，表明散焦像可以作为判断金纳米棒二维取向信息的直接标准。另外，通过研究散焦像中央点的偏离与其三维空间取向之间的关联，我们认为除了二维取向信息之外，散焦像还可以提供比较准确的三维空间取向信息。改变金纳米棒的长径比，得到一致的结果。这项技术与之前检测荧光或散射光、吸收光的偏振性相比，大大提高了实验效率和准确性，并能够实时的进行检测，样品自身的尺寸和长径比等因素不会对结果产生影响，改变样品也无需同时改变激发光源。　　第六章总结全文的主要内容，提出了文中的几点不足并给出解决这些问题的途径，对可能开展的后续研究进行了说明。