本文对人工微结构材料中电磁波的传播规律进行了理论及部分的实验研究。这些人工材料包括微结构非线性光学材料、微结构压电材料及微结构金属材料等。由于电磁波与材料极化波的耦合效应，各种各样的物理性能得以呈现。 1).在光学超晶格中，光与非线性极化波的强烈耦合可导致准相位匹配的频率转换。文章研究了一维周期异质结构中的非线性光学效应。由于同步的线性和非线性系数的调制，这一简单的周期结构也能实现级联的参量过程(一般需要准周期结构)。由于半导体材料具有较大的非线性光学系数以及成熟的制备工艺，这一结果也为半导体异质结构中多参量过程的实现提供了可能。研究了畴反转结构中电光效应对级联参量过程的作用。对于三次谐波产生，通过电光效应(外电场平行于光轴)，三次谐波能够被人为地调制并得到一定的增强。而对于二次谐波产生(外电场垂直于光轴)，由于同步的非线性和电光系数的调制，可实现频率转换和模式转换过程的耦合。这一过程也依赖于外电场。故通过电光效应，可实现对二次谐波的幅度以及偏振态的调节。 2).在压电超晶格中，电磁波与超晶格振动引起的线性极化波的强烈耦合导致声予极化激元。从超晶格振动的方向来看，压电超品格中的声子极化激元主要有横向和纵向(极化激元)之分。文中对声了极化激元的有关规律作了探讨。尤其是从压电方程和声场方程出发，首次对压电超晶格中的黄昆方程给出了理论推导。同时，对文献中的结果也做出了重要的修正。从电场的偏振方向来看，压电超晶格中的声子极化激元又有寻常和异常(极化激元)之分。由于压电效应的各向异性，纵向超晶格振动能够引起两支正交光电场之间的耦合效应。耦合的结果使得极化激元的偏振方向发生旋转。同时，两种极化激元有着不同的传播特性：在共振频率附近，一支能够传播而另一支则被禁止。这种异常的耦合效应未曾见于一般的离子晶格中。 3).在微结构金属材料中，电磁波与金属表面电子振荡的耦合产生表面等离极化激元。近来，穿孔金属膜中的增强透射效应引起了广泛的研究兴趣，其物理机制以及极化激元的作用也产生了极大的争论。文中以矩形的亚波长小孔作为研究对象，对增强透射效应进行了理论(解析计算)和实验的研究。并且，理论和实验结果取得了极好的吻合。通过研究，我们揭示了电磁波的透射规律，同时也澄清了表面等离极化激元在增强透射过程中的作用。对二维金属腔的反射谱以及其中存在的电磁共振效应进行了理论研究。由于反射波的干涉效应或由于衍射波与腔模的强烈耦合，反射谱中将会出现反射极小。尤其是对于后者，耦合效应将导致能量的强烈吸收；同时，腔模也获得极大的增强(～850倍)。因而，这一金属微结构除了可用于吸波材料的研制，也为研究和利用场的增强效应提供了良好的环境。 4).在极性分了系中，电磁波与分子转动的耦合将导致极性分子中的极化激元。文章对上述耦合效应进行了理论研究，并给出了描述这一效应的黄昆方程。尤其重要的是，耦合所产生的带隙(对应于微波频率)强烈地依赖于外加的直流电场。因而，我们可通过外加电场来控制微波的传播并调谐其带隙。这一耦合效应为研究和开发新型的微波带隙及微波吸收材料提供了可能。在这些人工微结构材料中(除极性分子以外)，一个共同的物理特征是，由于相应的物理参数的周期性调制，倒格矢都参与了电磁波的激发与传播。