表面等离激元(Surface Plasmons,SPs)是一种与金属表面紧密结合的电磁激励,可将能量紧密限制在金属与电介质的界面上。SPs可有效突破传统光子器件衍射极限的限制,可将光子器件的尺寸缩小到亚波长尺度范围内。通过对表面等离激元金属纳米结构的设计,可实现多种具备特定用途的光子器件。本研究通过构造不同的表面等离激元谐振腔结构并分别结合两种感温材料,从而实现对温度的高灵敏度传感。本文主要内容如下:(1)提出了一种基于非对称表面等离激元椭圆谐振腔的多功能温度传感器。首先,运用耦合模理论系统研究了该双谐振腔耦合波导系统的动态传输特性。其次,借助有限元法仿真了该温度传感器的光谱和电磁特性,得到了该传感器的光学响应及传感特性。数值分析结果表明,该器件具备良好的传感特性,灵敏度可达-3.64 nm/℃,远优于同类的温度传感器。此外,该器件透射谱的通带和阻带的透射率分别为96.1%和0.1%,近乎为理想的带阻滤波器。该传感器在多用途纳米器件以及对温度的实时传感灵敏度要求较高的场景方面具有较大的潜力。(2)提出了一种基于半方环法诺共振谐振腔的温度传感器。该传感器由两个金属-绝缘体-金属波导和半方环谐振腔共同组成,并在直波导和半方环谐振腔中填充温度传感材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)。该工作首先分析了该侧耦合半方环谐振腔系统的耦合特性,从理论上得出该结构的透射谱,并与其仿真结果进行对比。随后研究了该传感器性能的结构依赖性。研究结果显示,在该传感器的透射谱中可以观察到尖锐的法诺共振曲线,并得到了高达-4 nm/℃的优异灵敏度。此外,该器件Q值较高、损耗较低。本文所设计的温度传感器,尺寸小,灵敏度高,可在传统温度测量仪器难以到达的环境中,实现对温度的实时测量和精准控制。该研究为高灵敏度温度传感提供了解决方案。