70多年前，黄昆先生提出了著名的“黄昆方程”和“声子极化激元”的理念，开启了极化激元研究的先河。迄今为止，黄昆方程作为以中国本土科学家命名的方程，仍然是描述极化激元最好的理论之一。在后续的几十年里，随着超快光学、纳米光学和太赫兹物理与技术的迅速发展，声子极化激元再次成为了研究的热点前沿，表面声子极化激元的相关研究为电磁波的局域和控制带来了新的维度。近几年，南开大学团队发展了黄昆方程，提出了“受激声子极化激元”的概念，逐步打开了声子极化激元参与并主导的光与物质相互作用研究的大门。基于受激声子极化激元的各种铌酸锂片上集成的太赫兹应用也得益于此，取得了长足的发展。本文对声子极化激元和受激声子极化激元等相关概念加以回顾，介绍受激声子极化激元参与下的光与物质的相互作用体系，并以太赫兹非线性光学和铌酸锂片上集成应用等研究为例，阐述声子极化激元和太赫兹物理领域近年来的发展。

目前SPP(表面等离子激元)技术应用面临的主要困难依然是SPP传播中的高损耗问题, SPP波导亚波长约束与传播距离的矛盾和SPP传播中的强烈衰减是当前表面等离子研究的关键问题。文章采用非对称介质波导结构设计了一种加载玻璃的SPP传播优化器件, 应用的SPP激发模型与Kretschmann结构类似, 实现了无需牺牲波导亚波长尺寸来提高SPP传播距离。FDTD(有限差分时域)方法分析结果表明: 改进的波导结构能够显著增加SPP传播距离, 提高电场强度, SPP传播距离提高了近20倍。对比不同厚度的薄膜层可以看出, 薄膜最薄时, 局域化效果最好；改进的结构显著增加了SPP耦合效果。这种加载玻璃的SPP传播优化器件为SPP在新型光子器件、宽带通信系统、微小光子回路和光电子集成等方面的应用提供了关键器件。

设计了褶皱石墨烯波导结构激发表面等离子体激元，通过设计周期阵列结构实现了表面等离子体激元传播损耗的补偿.理论分析了周期阵列结构的表面等离子体激元传播模型和补偿损耗的方式，结果表明褶皱衍射激发表面等离子体激元波导不仅能够激发表面等离子体激元，还能利用表面等离子体激元波矢关系实现器件参数控制，周期阵列增益全程补偿损耗的方式可以显著增加表面等离子体激元的传播距离.数值分析结果进一步表明：该结构具备了保持亚波长尺寸的强局域化优势；周期阵列增益全程补偿可以显著提高纳米腔中的电场强度，降低传输损耗；波导结构的粒子反转水平较高，自发辐射噪声的扰动较低.设计的石墨烯波导器件可以为微纳光学集成、光子传感和测量等领域提供理想的亚波长光子器件.

综合等效介质理论和表面等离子激元(SPP)Bloch模型，对比分析了两种新的亚波长光栅结构：二维矩形金属光栅和二维椭圆柱金属光栅。利用时域有限差分(FDTD)算法，对比分析了两种结构的透射率及其相位延迟与入射光波长及偏振角变化的关系，尤其两种结构实现λ/4波片功能所对应的透射特性。仿真结果表明，当入射光偏振角为75°时，两种结构均可实现λ/4波片功能，此时二维矩形和椭圆柱金属光栅的透射率分别为0.77和0.67，表明二维矩形金属光栅比椭圆柱光栅具有更好的透射效果。对应550~800 nm的入射波长，两种光栅在各自允许的入射偏振角范围内均表现了较为平坦的宽带透射特性。

基于一维亚波长金属光栅结构的双折射效应，将等效介质理论(EMT)推广到二维亚波长结构，对一种特定的金属矩形光栅结构进行了分析，实现输入线偏振到输出任意偏振态的控制。利用时域有限差分（FDTD）算法对输出光偏振态及其透射特性进行了仿真。仿真结果表明：通过空间角调制的方法，得到输出光的偏振态理论上可实现全庞加莱球覆盖，并具有较高的透射率。