金属纳米粒子的光学性质很早就引起了人们的极大兴趣,19世纪中期法拉第就开展了对金胶体的研究工作。众所周知,由于金属内部自由电子的集体振荡,金属纳米粒子(特别是金或银)在入射光激发下呈现出局域表面等离子共振性质,粒子的吸收谱或消光谱中出现共振峰,同时粒子表面附近的电场得到极大增强。因此金属纳米粒子被广泛地应用于介电环境探测、化学和生物分子的表面增强光谱、单分子探测等方面。金和银纳米粒子及其周期阵列是实验和应用研究中常用的基底,研究这些基底的光学性质对于促进其应用具有重要的指导意义。　　 本论文利用离散点偶极子近似(DDA)方法,针对球形、椭球和圆柱等三种常用形状的金和银纳米粒子,首先计算了其单体和二聚体的消光谱,获得了与文献报道一致的结果。其次,不同于普遍采用的耦合点偶极子近似(CDA)方法,本论文结合周期性边界条件和DDA方法,研究了上述粒子的一维链状和二维长方周期阵列的光学性质。研究发现,对于一维长链周期结构,金和银纳米粒子的耦合强度在约为0.15D～0.30D内(D为粒子在入射光偏振方向的尺寸)随着距离的增加呈e指数衰减,同样的粒子半径和长链周期下,银粒子之间的耦合强度略大于金粒子。对于有效半径较大(大于30nm)的粒子,在垂直于粒子排列方向的偏振入射光激发下,当长链周期接近单体的共振波长时,粒子之间的远场偶极辐射作用导致长链的消光谱中出现极窄且锐的共振峰。由于金和银粒子单体共振波长的不同,远场共振峰出现的位置也不同。　　 在垂直于粒子排列平面入射的激发光下,金和银纳米粒子二维正方阵列的共振波长随着周期的增加而红移,当周期接近于单体的共振波长时,阵列的消光谱中出现极窄且锐的远场偶极辐射共振峰,共振峰的峰位接近光栅的转变波长。由于金和银粒子单体共振波长的不同,远场共振峰出现的位置也不同,共振波长对应不同级次的光栅转变波长。由于在平行和垂直于入射光偏振方向的周期不同,金和银纳米粒子的二维长方阵列的LSPR性质受到粒子之间近场和远场相互作用的共同调制,两个方向周期的改变都可以改变阵列共振峰的峰宽和峰位。相比之下,粒子之间的近场耦合对阵列共振波长的影响更大。