表面等离极化激元(surface plasmon polaritons,SPPs)是一种在金属与介质界面传播的一种振荡电磁波,它是由导体表面的自由电子与外界电磁场相互作用引起的,SPPs能够突破衍射极限,且具有显著的局域场增强效应。利用这些特性,能够实现亚波长尺度内电磁波的传输与调控。因此SPPs成为近些年纳米光子学研究的热点之一,为高密度光学回路和光学芯片提供了重要的解决方案;同时,在光开关、光学天线、滤波器、太阳能电池等领域有着重要的应用。本论文首先重点研究了基于SPPs的光学滤波器,在金属-介质-金属(MIM)波导和等离激元谐振腔的基础上,提出了几种对称谐振腔滤波器,并基于优化的滤波器设计了具有高隔离度、低插入损耗的高性能波分复用器。本文采用了有限元法(FEM)进行数值模拟分析上述结构的光学传输特性,主要工作内容和结论如下:基于SPPs的对称槽形谐振腔滤波器设计。该结构由三部分组成:输入、输出波导和对称的槽形谐振腔,通过对比对称谐振腔和单边耦合谐振腔的透射性能,发现增加一个相对于波导对称、参数相同的谐振腔能有效提高结构的透射性能,透射率从0.672提高到了0.811,并从理论上分析了透射增强的原因。由于槽形结构的空间对称性比较低,所以其Q值不高(Q=11)。基于对称槽形谐振腔滤波器的品质因子不是很好,从谐振腔结构出发,又设计了对称盘形及环形谐振腔滤波器。相比槽形谐振腔结构,盘形谐振腔结构具有更高的空间对称性,滤波效果更好,具有更高Q值(Q=38),更适合应用于窄带滤波领域。而环形谐振腔滤波器,在800~1800nm波段内,出现了两个谐振模式,并且随着环中心半径的增加会出现新的谐振模式,表现出了多波长滤波的特点。在上述对称谐振腔滤波器的研究基础上,分别设计了基于对称盘形和槽形谐振腔的双通道及三通道波分复用器,通过COMSOL软件对结构进行数值仿真,分析其透射光谱后发现,各通道波长可通过改变结构的几何参数和折射率来调节,同时,为了避免多个滤波器组合配置的时候相互串扰,以及组合配置形成的必要结构对滤波模式的影响,需要对结构参数进行优化选择。基于对称谐振腔的1310/1550nm双通道波分复用器传输效率达到了70%左右,而且由于对称盘形谐振腔的Q值高,所以基于对称盘形谐振腔的波分复用器有着较高的隔离度(54.7dB);基于对称槽形谐振腔的波分复用器的系统体积更小,SPPs在其中传播时的损耗少,所以其插入损耗更小(接近1dB),更适合大规模集成的光子光路。以上这两种结构在亚微米波分复用领域有着重要的实际应用价值。最后我们又提出了1310nm、1490nm、1550nm的三通道波分复用器,经过仿真计算,三个通道都能顺利实现波分复用的功能。