耦合等离激元体系在光场调控、光学传感、光学成像及光电器件等领域中有着广泛应用。目前，阻碍耦合等离激元进一步实用化发展的关键问题是金属材料具有较大的损耗。结合数值仿真方法，从理论上研究了耦合等离激元的损耗机理，并进一步分析复频率光源激励对耦合等离激元体系的作用，提出了通过合成复频率波的方法来补偿损耗，从而恢复被削弱的耦合共振信号。所提优化手段具有泛用性高且无需额外成本的优势，研究结果对耦合等离激元体系在各个领域中的研究发展具有借鉴意义，有利于挖掘该体系的潜在应用价值。

纳米光学是光子学与纳米技术交叉产生的一个新的前沿基础方向,可以使人们在纳米尺度上操控光与物质的相互作用以及探索新的物理现象。纳米激光器是一种新型光源,有关它的研究是纳米光学领域的一个重要分支。由于其尺度特性,并且对光有着很高的限制性,近年来关于纳米激光器的研究吸引着越来越多科研工作者的注意。从激光器的微型化角度出发,综述了该领域近年来取得的一些令人鼓舞的进展。首先,对近年来成功实现的各类新型激光器及其特点进行了简述;其次,对激光器在微纳尺度出现的新物理问题进行了分析,并阐述其最新进展;最后,对纳米激光器在实现应用过程中存在的一些技术挑战进行介绍和分析。

纳米结构色是一种可见光与纳米结构相互作用产生的颜色。为了分析不同纳米共振单元阵列对可见光的调控特性, 本文总结了纳米光栅、金属-绝缘体-金属(MIM)、亚波长孔洞阵列、纳米棒阵列和纳米盘-孔洞阵列这几种等离激元结构的显色机理和滤波效果, 同时介绍了纯硅及非纯硅两大类Mie共振纳米结构色。除此以外, 文章还讨论了动态调控结构色的方法和大面积制备纳米结构的方法, 使基于等离激元和Mie共振的结构色能应用于实际。纳米结构有优良的显色效果并能整合到光电器件中, 使其在超高分辨显示、图像信息存储、图像信息加密等领域具备巨大应用潜力。

针对传统光伏电池能量收集易受环境与光照时间限制的问题，本文设计了一种用于太阳能收集的缝隙八木纳米天线单元及阵列.采用时域有限差分法分析缝隙间距对纳米天线远场方向性和近场分布的影响,并研究缝隙八木纳米天线阵列的吸收特性及不同缝隙间距对阵列天线吸收率的影响.研究远场方向性发现,当缝隙间距增加到一定距离时，天线方向图出现多个副瓣并产生新的辐射模式；通过对近场分析表明，新辐射模式的产生来源于高阶模式的局域表面等离激元.天线阵列吸收率的仿真结果表明：在400～1 500 nm波段，随着缝隙间距的增加，缝隙八木纳米天线阵列吸收率呈上升趋势，当缝隙间距等于80 nm时，在400～660 nm、760～1 300 nm两个波段内吸收率较高，吸收峰值最大可以达到98%；以吸收率大于50%为基准，当缝隙间距等于80 nm时，其吸收波段最宽.

提出了一种有双谐振频率和较宽谐振区域的纳米天线结构。利用有限积分法，计算了由金构成的表面等离子体光学纳米天线的谐振特性，研究了在谐振区域内谐振频率和谐振电场随位置变化的情况。结果表明，在不同谐振频率下存在两个谐振电场，在中间区域，谐振频率为270 THz，在侧边间隙区，谐振频率为390 THz；激励源为1 V/m时，其谐振电场均达700 V/m以上，是普通偶极子天线的18倍；第一谐振区域的谐振场集中在10~25 nm，在此范围内，谐振电场较大、谐振频率几乎不变；加上折射率为1.5 的玻璃衬底后，天线的谐振电场达到800 V/m，与没有衬底时相比，谐振频率变化很小。研究的天线结构在高性能的光学纳米天线、太阳能电池和生物传感器方面有潜在的应用价值。

在可见/红外频段,纳米光学天线一般是指金属（金、银、铜等）纳米颗粒及其相同结构的不同组合构成，这些金属纳米结构在特定波长光激发下产生局域表面等离子体共振（LSPR），因此在纳米尺寸上能对可见/红外场约束、场增强或重定向等功能。对纳米光学天线的调控分为通过改变天线设计的被动控制和通过改变介质的介电常数主动控制模式。纳米光学天线是近年来纳米光学方向新兴的前沿课题，有望广泛应用于纳米光学、化学、生物医学等领域。主要介绍纳米光学天线的主要功能、调控模式及其在生物医学中的应用。

信息技术已经进入纳米时代，纳米光学和光子学正是为满足快速和高密度信息技术的需求而产生、发展的。先进的纳米光学和光子学器件应该是高速、高分辨率和高集成的，形成各类光学和光子学芯片和盘片。由于器件最小特征尺寸和加工分辨率受限于光的衍射极限，现有技术已接近实用化技术的理论极限并且成本很高，只有突破光学衍射极限才能进一步发展纳米光学和光子学。在光的远场和近场应用超分辨率技术，是当前重要的前沿课题，它们的应用主要集中于信息技术领域，具有代表性的是纳米信息存储和光刻中的光学超分辨率技术等。

为了研究纳米晶ZrO2-Al2O3∶Dy3+的晶相变化、发光特性及ZrO2-Al2O3与Dy3+之间是否有能量传递，采用化学共沉淀法制备了纳米晶ZrO2-Al2O3∶Dy3+复合粉体。用X射线衍射图对粉体进行表征。随着煅烧温度的增加，粉末的晶相发生变化。通过对粉体晶相的分析可知，ZrO2和Al2O3在1100℃至1200℃时固溶，在1300℃时有一小部分固溶。用353nm的波长激发基质，从发射光谱中看到Dy3+丰富的发射能级，其发射光谱的主发射峰在483nm和583nm处，以483nm为激发波长得到激发光谱。结果表明，由于激发光谱中包含了来自于对基质的吸收，基质ZrO2-Al2O3和Dy3+之间存在能量传递。

提出了一种基于纳米光学天线的新型扫描近场光学探针,基本结构是在传统光学探针的下端面集成金属偶极纳米光学天线,当入射光照射金属纳米偶极天线时激发金属表面等离激元共振,在天线间隙处产生了巨大的局域场增强,既提高耦合进入探针的光信号强度,又提高信噪比,实现高分辨率。利用时域有限差分(FDTD)法研究了不同孔径(50,100,130,150,170和200 nm)的新型探针对同一样品的探测结果。照明光源为830 nm平面波,TE极化,扫描高度10 nm。研究结果表明新型探针分辨率随孔径增大时变化规律是先增加后减小,在孔径150 nm 时分辨率最高,达 45 nm,比同样孔径传统探针分辨率提高近4倍。对比分析了当探针位于样品中心时不同孔径探针端面光场分布图,认为新型探针分辨率变化规律是纳米天线在探针上的有效长度不同所致。对其灵敏度和对比度也进行了初步分析。

概括介绍了亚波长金属光阑的超常透射现象及其相关的物理机制,重点介绍关于表面等离体子在超常透射中所扮演的角色的国际辩论,并对其进行了一些展望。