本文研究了金属光栅表面等离激元与单层二硫化钨激子的耦合共振特性。利用时域有限差分法模拟了一维金光栅/单层二硫化钨混合结构的光谱响应及电场强度分布。结果表明，金光栅表面等离激元与单层二硫化钨激子耦合可产生光谱劈裂。当改变金光栅的结构参数时，混合结构的反射光谱出现了明显的反交叉现象。采用时域耦合模理论拟合了混合结构不同参数时的反射光谱，拟合结果与数值模拟符合较好。金光栅表面等离激元与单层二硫化钨激子的耦合作用满足强耦合判据。耦合振荡器模型分析结果表明，当金光栅周期为400 nm、宽度为300 nm时，混合结构强耦合光谱的拉比劈裂为54.6 meV，其与时域耦合模理论结果一致。该工作将为表面等离激元与激子强耦合作用的深入研究与器件开发开辟新途径。

利用对入射光源偏振性不敏感的二维金光栅结构来增强AlGaN/GaN量子阱中红外光电 探测器的垂直光耦合。采用有限元法(FEM)计算了探测器结构中的电场分布和能量流 动,发现采用二维金光栅时量子阱区有效电场强度比采用Si3N4光栅时高出2个数 量级,这主要源于金光栅与AlGaN界面处激发形成的表面等离激元(SPP),对光能流动 方向、光场振动方向产生了强烈的改变。无论光源的偏振性如何,当垂直入射电磁波波 长为4.7 μm,电场强度E为1 V/m时,量子阱区的有效|Ez|2达到了0.7 (V/m)2, 为实现AlGaN/GaN量子阱中红外光电探测器焦平面阵列提出了一种解决方案。