圆二色性（CD）通常用来表征手性响应强度，在手性检测领域极具应用前景。本文提出了一种金衬底上对称性破缺的全介质二聚体混合结构，可在721.1 nm波段处产生高达0.42的强CD，并且CD谱具有极窄的线宽，仅为0.16 nm。通过琼斯矩阵对该结构进行了理论分析，采用时域有限差分（FDTD）法进行建模与仿真，研究结果表明，通过改变介质二聚体的尺寸大小或椭圆柱介质的旋转角（θ）和两个介质体的相对位置（G）等参数可以对结构的CD响应进行相应的优化。并且通过电场分析发现，圆偏振光激发了二聚体的表面晶格共振（SLR），导致其CD谱具有高品质因子（Q）特性。基于此结构传感的灵敏度为718.3 nm/RIU（灵敏度单位），Q值可高达4489.4。此外，该手性结构的周期单元可以实现数字成像功能，不同偏振光下具有不同的成像信号。高Q 值CD的研究结果为高性能的手性传感及光学成像的研究奠定了一定的理论基础。

结构的手性在自然界中普遍存在，通常表现为不能通过平移或旋转与其镜像结构重合的现象。因为光谱探测技术能够反映光和物质相互作用产生的丰富信息，所以利用光学方法检测手性特征成为了探测和鉴别手性物质的常用手段。手性超表面能够通过人工设计达到极大的圆二色性（CD），是物质检测和传感领域的研究热点。设计了一种可动态调控CD响应，同时实现高传感性能的太赫兹手性超表面。该超表面以柔性材料为基底，前后表面为四重旋转对称的J型金属结构。仿真结果表明：该手性超表面在0.760 THz处能够产生高达0.805的强CD值；通过二维方向等比例拉伸，CD峰从0.760 THz红移至0.650 THz附近，且能保持很高的CD信号；同时，其传感灵敏度高达327 GHz/RIU，且在相对拉伸形变量高达20%的拉伸过程中仍能较好地保持手性响应和传感性能。所设计的手性超表面在动态多功能器件、可穿戴传感器领域具有潜在的应用价值。

手征超表面是由具有特定电磁响应的平面手征单元结构构成的超薄超材料，由于其具有自由控制电磁波的奇异能力而引起了极大的关注。通过在超表面设计中加入可调谐材料，可以实现其功能受外部激发控制的可调谐或可重构的超器件，为动态调谐电磁波开辟了新的道路。本文介绍了可调/可重构手征超表面电磁特性的一些理论基础，当线偏振光进入可调谐手征超表面时，会被分解为左旋圆偏振(LCP)波和右旋圆偏振(RCP)波，通过外部环境改变介质的介电常数和磁导率，超表面光器件可以动态地控制各种偏振光特别是圆偏振光的响应特性如折射率、二色性、旋光性、不对称传输等。按照可调谐手征超表面所控制的负折射率、圆二色性和旋光性、不对称传输性质，对其最新的研究进展进行了综述。最后，对可调谐手征超表面这一快速发展领域未来可能的发展方向和存在的挑战提出了自己的看法。

在单层聚苯乙烯小球模板上，制备了大面积倾斜L形手性结构.通过倾斜角沉积技术,在小球的一侧生长二氧化硅，在二氧化硅上面沉积金属层; 在垂直方向沉积另一金属层,使两个金属层具有不同高度从而形成倾斜L形手性结构.研究发现，通过控制二氧化硅的厚度，可以实现倾斜L形手性结构的圆二色性的调控.数值模拟结果表明，倾斜L形手性结构的圆二色性机制符合Born-Kuhn模型理论.

为了进一步理解弹光调制器(PEM)的静态双折射和圆二色性，深入研究了PEM 偏振特性。运用Muller矩阵分别描述弹光调制、静态双折射和圆二色性的偏振特性，建立了同时考虑静态双折射和圆二色性的PEM 偏振特性模型；对该模型进行理论分析和仿真分析；搭建实验装置并进行了偏振调制实验。实验结果表明理论分析正确合理，PEM 的偏振特性应为微小静态双折射、弹光调制和微弱圆二色性效应的组合。此外，还精细测量了其中一个PEM样品的圆二色性值为2.755 × 10^-2 ，静态双折射的相位延迟值b = 5.73 × 10^-2 rad 和方向角α = 3.96° 。较全面地给出了PEM 偏振特性的一般Muller矩阵描述，扩充了弹光偏振调制方面的知识。

提出了一种新型的纳米级旋转共轭希腊十字型手征结构，并对该结构上下两层希腊十字的旋转角度进行了优化；数值模拟了该结构对不同频率入射波的透射和反射响应，发现透射谱在频率为145和300 THz处存在两个明显的谐振点。通过对透射反射谱的反演，计算了结构的圆二色性、旋光角，得出该结构在谐振频率附近具有很强的旋光性，最大旋光角达到了95°。分析了折射率、相对介电常数、相对磁导率和手征参数，发现这一结构在谐振频率附近分别实现了左旋圆极化波和右旋圆极化波的负折射率，且进一步证明了手征结构实现负折射率的主要原因是大的手征参数。

使用圆二色性光谱和红外光谱技术对冬小麦麸皮抗冻蛋白的二级结构进行了研究。 由于冬小麦麸皮抗冻蛋白在酰胺Ⅰ带和Ⅲ带位置中， 各个特征峰相互叠加， 因此采用Gausse峰型对圆头峰进行拟合、 解析， 判断其α-helix， β-sheet， β-turn和Random coil的相对含量； 同时对圆二色性光谱获得的结构信息， 采用按照Chen-Yang原理和最小二乘法编写的程序计算了冬小麦麸皮抗冻蛋白的二级结构。 最后， 讨论了两种检测方法结果差异的原因， 为冬小麦麸皮抗冻蛋白抗冻机理的研究奠定基础。