全息术是利用光的干涉和衍射原理,记录并再现物体强度和相位的一种“拍照”技术。浮雕型全息图的特征是表面具有微结构,能够真实再现三维图像。全息防伪是基于激光全息术发展起来的一种防伪方式。但近年来,基于模压工艺的浮雕型全息图容易被仿制,技术门槛低,因此在某种意义上说,全息防伪已经失去了其防伪的功能。据此我们将全息微结构进一步缩小,提出了一种基于亚波长金属结构的表面等离子全息(Plasmonic hologram,PHG)。通过在传统的全息微结构中嵌入周期性的亚波长金属结构,不仅能够提高全息图的衍射效率,还可以实现全息图的偏振选择性。通过和小巧轻便的偏振片结合,可以为全息防伪提供一条有力的判据,进而提高全息图的防伪性能。本文以实验为基础并结合理论分析针对PHG开展了比较深入的研究工作。首先,我们探索了PHG的制备工艺,采用了透射型全息制备光路,在制备介质全息的基础上,通过金属镀膜实现了周期性亚波长金属结构的嵌入。通过研究并比较了不同偏振态光源在PHG上的衍射、反射、透射和吸收特性,发现相比普通介质全息,PHG进一步扩大了TM和TE偏振光全息再现图的差异。然后,利用金属-介质-金属(MIM)波导模型和严格耦合波分析,进一步阐述了表面等离子的偏振特性。研究发现,金属纳米光栅的空气狭缝可以使TM偏振光超越衍射极限进入,使得全息再现一直存在;而令TE偏振光被截止,从而无法衍射产生全息再现光。最后,利用严格耦合波仿真软件对金属纳米光栅的结构参数进行优化,发现针对不同光波波长,需要分别优化狭缝宽度、介质光栅高度和金属膜厚,使表面等离子全息达到最佳的偏振选择效果。基于PHG的偏振特性,除了在全息防伪获得广泛的应用外,也可以结合液晶材料在三维动态全息显示领域得到应用。