表面等离极化激元（Surface plasmon polaritons,SPPs）发展到今天已逐步发展为一门新的学科,得到广泛的研究与关注。表面等离极化激元是电磁表面波的一种表现形式,它所具备的特殊物理特性使得微纳级别的金属光学元件的集成化和微型化成为可能,研究发现表面等离激元在某些特定条件下会产生共振耦合效应,能够产生特殊的尖锐不对称透射谱线形,这种现象被称为Fano共振效应。Fano共振的特殊性质被广泛应用在微纳光学器件领域,其中,传感器是表面等离极化激元最有前景的应用之一,具有良好的优点,包括但不限于灵敏度高,体积小易于集成等,对实现高集成高可用的新型微纳光子回路产生了积极的意义。基于上述内容,本文的主要研究内容如下:1.本文首先对表面等离极化激元、Fano共振效应进行了简单的概念介绍,由于本文所研究内容为折射率传感器领域,对折射率传感器传感特性的表征方法进行了数学解释,最后阐述了基于多Fano共振波导结构的传感器的研究现状。2.介绍了表面等离极化激元的基本原理,从基础的波动方程与麦克斯韦方程组出发引入表面等离激元的理论解释。对能够支撑全文理论解释的耦合模理论、散射矩阵理论进行了介绍。最终对本文研究所用到的有限元法以及仿真软件进行了简要的介绍。3.结合国内外对该领域的最新研究成果,基于上述基础研究方法与基础理论提出了三种能够产生多Fano共振效应的传感结构,并且不断对所提结构进行结构优化,旨在提升传感特性。第一种为带挡板的MIM直波导耦合了连接圆环腔的直角三角形腔的波导结构,该结构能够产生三倍Fano共振效应;第二种结构对结构一的基础结构进行进一步的改良,为一种带挡板的MIM直波导耦合了连接了多个齿腔的直角三角形腔的波导结构,该结构同样能够产生三倍Fano共振效应;第三种为带挡板的MIM直波导耦合了连接齿腔的半圆腔的波导结构,该结构能够产生六倍Fano共振效应。本文的创新点主要在三个方面,首先,三种结构均具有灵活的扩展性,表现为每种结构都基于简单可靠的物理结构,通过增添齿腔的方式达到本文研究的产生多重Fano共振的目的。其次,上述三种结构均具有多参独立可调谐特性,通过调节参数使谱线产生线性红移,且第五章所提结构具备六重Fano共振,在目前已有研究中,峰值个数位列上游。最后,上述三种结构均可应用于微纳折射率传感器领域,具有合格的灵敏度和FOM值。综上所述,本文所设计提出的三种新型等离激元微纳结构,均能够产生多重Fano共振效应,并具有良好的传感特性,均可应用于微纳折射率传感器,推进了微纳光子器件的研究,对实现高集成高可用的新型微纳光子回路产生了积极的意义。