太赫兹表面等离激元(SPPs)是利用亚波长周期性结构在太赫兹频段模拟的具有与可见光频段表面等离激元相似的光学特性的电磁波，分为传输型和局域型 2种。本文将石墨烯引入太赫兹表面等离激元结构作为动态激励源，通过外加偏压改变石墨烯的电导率，分别实现了对传输型表面等离激元的幅度、频率、相位和对局域表面等离激元共振强度的动态调控。本文方法为表面等离激元的动态调控提供了新的思路，拓宽了表面等离激元在太赫兹频段的应用。

基于金属-电介质-金属(MDM)波导侧向耦合倾斜半环形谐振腔结构, 提出了一种结构紧凑且具有高灵敏度响应的折射率传感器模型。 引入与水平方向成70°角倾斜分布的半环腔, 可以有效地打破波导耦合谐振腔结构的对称型, 激发出更多的谐振模式。 采用有限元法计算出了含金属挡板MDM波导结构耦合有效半径为185 nm的倾斜半环腔结构的透射谱线, 三个具有非对称Fano线型的共振透射峰分别出现在594, 868及1 734 nm的波长位置。 透射峰值对应的模场分布揭示了三个透射峰分别对应于半环腔中的三阶、 二阶和一阶谐振模式, 记为FR3, FR2及FR1。 基于半环谐振腔内的1～3阶窄带谐振模与波导内金属挡板产生的宽带反射模之间的耦合干涉效应解释了透射谱线中的非对称Fano透射峰的形成机理。 同时基于半环腔中的类FP谐振条件推出了折射率传感灵敏度的近似解析计算公式, 揭示了折射率传感灵敏度近似与腔长L呈正比关系, 与谐振阶次m成反比关系的规律。 通过改变介质层中的折射率参数, 得到了透射峰FR3, FR2及FR1的折射率传感响应灵敏度分别为550, 840及1 724 nm·RIU-1。 最后在保持曲率半径不变的前提下, 延伸半环腔的弧长构建了开口角为π/2的开口环形腔结构, 实现了腔长L的1.5倍增长。 数值计算表明开口环形腔耦合MDM波导结构中的三重透射峰折射率传感灵敏度进一步提升到821, 1 250及2 517 nm·RIU-1, 相对半环腔结构均近似实现了1.5倍的提升。 数值结果进一步验证了近似解析公式的有效性。 研究结果为实现结构紧凑的高灵敏度折射率传感器设计提供了理论基础。

金属-电介质-金属(MIM)等离子波导系统可以在纳米尺寸上实现光的控制，突破衍射极限，因而受到了越来越多的关注。采用时域有限差分(FDTD)法分析了一种新型MIM波导系统的耦合谐振特性。仿真结果显示，单腔耦合中，波导系统谐振波长随着谐振腔高度、耦合距离的增大而蓝移，随谐振腔宽度的增大而红移；双腔耦合中，类电磁诱导透射峰值随谐振腔间距离增大而降低，该结构透射率最大值可达0.62。类电磁诱导效应可改变光的群速度，理论计算该结构的最大光延迟可达0.14 ps。研究结果表明，含矩形腔MIM波导系统可在纳米尺寸上控制光的传播，为等离子纳米器件集成提供了理论参考。

通过在金属-绝缘体-金属表面等离激元波导单侧引入平行的双谐振腔结构，实现了等离激元诱导透明效应的数值模拟，基于谐振耦合导致的模式分裂理论揭示了单等离激元诱导透明透射峰的形成机理，并数值研究了透射峰幅度及谱宽与模型结构参数的依赖关系。在此基础上设计了在波导双侧三腔结构，并对其透射谱进行了数值仿真，结果表明：选取适宜腔长及间距参数，可以在三腔模型中产生双等离激元诱导透明透射峰，并且峰值位置可以随腔长以近似线性关系改变。