1998年,Ebbesen首次在实验上观察到了金属薄膜上亚波长小孔阵列的透射增强现象(EOT),该现象在滤波器、传感器、光刻机等光学器件中的潜在应用价值引起了广泛的关注。由于无法使用基尔霍夫衍射理论和Bethe理论来解释透射增强现象,学者们纷纷从新的理论和实验上探寻该现象背后隐藏的机理,提出了各种理论模型。本文针对在采用表面等离子体极化振子(SPP)模型解释二维亚波长孔阵列的透射现象上出现的问题,使用三维全矢量有限元时域差分法(FDTD)对二维金属亚波长圆孔阵列的透射增强现象作深入研究,更是发现由常规FDTD法得到的结果与实验结果差异较大,限制了其在圆孔阵列透射增强现象上的应用。为此,论文工作对模拟结构和边界参数分别作了适当地调整和设置,消除了空气—介质界面的影响并大大改善了透射峰峰形,使FDTD法能清晰地反映出相关界面对光传输的作用。论文进而使用该新的FDTD模型研究了不对称周期、不同介质环境、不同入射角及实际圆孔结构下金属亚波长小孔阵列的透射特性,发现介质在结构中的位置及填充比例的不同,使得相应的透射峰行为很不一样,从而观察到了真正的(1,1)SPP模式。在模拟研究中发现实际小孔制造过程中产生的误差使得孔内孔外电场分量Wz极性相反,导致了相应透射峰及透射谷的位置变化。由于传统的SPP模型所依赖的周期相位匹配条件没有考虑孔内孔外电场分量Ez的相位差对透射峰、透射谷的影响,论文工作对孔内孔外电场分量Ez的相位差的发现,弥补了传统的SPP模型无法解释透射峰位置随孔径、孔形变化的现象的缺陷。Degiron曾用局域表面等离子体(LSP)解释孔形对孔阵列透射的作用,而本文认为孔内外相位差最小化为LSP的形成条件之一。论文的研究进一步加深了对超透射现象的认识,且弥补了现有计算及理论分析的不足,可对其在实际器件中的相关应用做出指导。