近些年，随着微纳加工技术的进步，光电子器件向更加小型化、集成化、超快速、多功能等方向发展。表面等离激元是金属与介质表面传播的特殊电磁波，利用其超强的局域能力，它能够突破衍射极限，被设计成亚波长尺寸的光电器件。在过去几十年里，贵金属材料的表面等离激元器件被大量研究，包括亚波长波导、微透镜、滤波器等光子微纳器件，并迅速向其它超材料和光子晶体等领域交叉渗透。然而，金属表面等离激元器件应用频域主要集中在可见光到近红外范围内，且在加工成型后难以调谐。　　基于这些缺点，最近的研究发现，二维材料石墨烯支持从太赫兹到中红外频率范围的等离激元共振，且石墨烯的自由载流子浓度可通过化学掺杂或门电路控制。因此，石墨烯等离激元提供了传统的贵金属材料所不能提供的电可调节性能。　　本论文利用石墨烯/光子晶体复合结构的等离激元自准直和负折射特性，实现了等离激元的定向发射、分束和成像功能，主要工作如下:　　(1)提出了基于石墨烯/正方晶格光子晶体复合结构的等离激元自准直分束器。用平面波展开法数值计算了基于石墨烯/正方晶格光子晶体复合结构的等离激元能带和等频线，理论预测了该结构可实现等离激元能量的自准直。运用有限时域差分法，验证了该结构上等离激元模式的自准直传输特性。通过数值计算得到空气孔最佳占空比，使等离激元模式实现最大角度的准直。仿真模拟了等离激元在该复合结构传输时的电场分布图，发现等离激元在自准直传输时能量主要集中在有效折射率较高的硅基底石墨烯表面上，从而在出射界面形成类似三个或四个的点源，出射点源之间相互干涉加强，分别形成了1-3和1-5的分束，分束数量由激发源纵向位置决定。同时，在不改变光子晶体基底结构参数的情况下，工作频率可由石墨烯费米能级来进行动态调节。　　(2)利用石墨烯的电可调性，提出了基于石墨烯/三角晶格光子晶体复合结构的等离激元多功能器件。通过调节石墨烯的费米能级，分别实现了等离激元的负折射和自准直现象，并实现了对石墨烯等离激元的点源成像和定向发射，在此基础上通过单独调节石墨烯/三角晶格光子晶体复合结构尾端中心半径大小的石墨烯费米能级，对定向发射的等离激元实现分束。　　本论文工作为制造可调谐等离激元多功能器件提供了理论依据，对实现大规模集成光电子器件有参考价值。