表面等离激元学(Plasmonics)作为纳米光学与材料科学交叉学科的研究热点，可以通过金属纳米结构对表面等离激元(Surface plasmon polaritons，SPPs)实现调控，从而应用于纳米尺度光电器件的研发等方面。本论文利用理论分析结合电磁场数值模拟时域有限差分方法(Finite difference time domain，FDTD)，设计并制备了具有特殊性能的纳米结构，并利用扫描近场光学显微镜(Scanningnear-field optical microscope，SNOM)等手段进行表征，对表面等离激元金属纳米结构突破衍射极限的聚焦特性进行了研究。本论文的研究目的是利用新型的纳米结构和方法实现表面等离激元聚焦的动态调节，并且使其在聚焦方式上更加简便易行。　　本论文主要的研究工作结果如下:　　(1)利用介质填充型结构聚焦表面等离激元:　　这种方法里，介质填充的目的是利用结构中不同位置的不同介电常数来改变表面等离激元的相位，从而调控出射面表面等离激元的干涉结果，实现动态调节SPP聚焦的目的。　　我们首先分析了线偏振光入射情况下，金属膜上的纳米双缝结构对SPP在传播中相位的影响。分析结果表明，对于双缝结构，通过改变缝内填充介质的介电常数，可以改变SPP的出射相位，从而达到在出射面结构中心处聚焦的效果。而对于无介质填充的纳米双缝结构，通过改变入射光的倾斜角度，也可以改变到达双缝时入射光的初始相位，使得被激发的SPP初始相位不同，从而达到出射面中心SPP聚焦的效果。为了更深入的了解在双缝结构中SPP激发和传播的物理过程，我们给出了理论分析，其结果和FDTD模拟结果相吻合。　　基于以上关于双缝结构的理论研究，我们把针对于双缝结构聚焦的方法和结论利用到圆环结构的聚焦上来。通过圆环结构的两半环内介质的介电常数不同，利用线偏振光，实现了结构出射面中心点处SPP的聚焦。在671nm的入射光条件下，SPP聚焦点小于300nm。对于圆环结构的聚焦过程，我们同样给出了理论分析，并通过了FDTD数值模拟验证。　　(2)利用螺旋形结构聚焦表面等离激元:　　这部分研究的主要目的是试图采用更简单的激发方式来实现阿基米德螺旋(Archimedes spiral)结构的聚焦，突破圆偏振光手性的影响。我们首先利用螺旋形结构在实验上验证了前人的工作:实验结果证明，在采用与阿基米德螺旋形结构相反手性的圆偏光入射样品时，可以形成结构中心SPP的聚焦，而手性相同时则不能产生聚焦。利用SNOM和FDTD方法研究了不同螺距的结构在圆偏振光入射下的结果:在不聚焦的情况下，结构中心处干涉环的直径随着样品螺距的增大而变大。　　进一步的，改变入射光为线偏振光，研究了在不同偏振角度的线偏振光入射的情况下，不同螺距的阿基米德螺旋结构的聚焦特性。在实验上证明了在一定的结构螺距和入射光波长的匹配下，利用线偏振光同样可以聚焦表面等离激元，并且聚焦条件不受线偏振光偏振方向的影响。FDTD模拟结果表明，SPP的聚焦点半高宽约为200nm，实验上，SNOM探测得到的聚焦点半高宽约为250nm。为了深入的了解其物理背景和分析出最优结构参数，我们利用FDTD模拟了聚焦点强度随样品参数的变化，例如初始半径，螺旋圈数和缝的宽度，并分析了其物理原理，为样品结构优化提供了参考。　　本论文研究为表面等离激元的聚焦研究提供了新思路，新方法。采用介质填充的聚焦结构的研究表明，理论上可以实现通过调节介质的介电常数来进行表面等离激元聚焦的宽波段的动态调节;而对于阿基米德螺旋形结构，利用线偏振光来代替圆偏振光进行聚焦，使其在实验上更加便捷。本论文不仅从实验上，模拟上，而且在理论上也对表面等离激元的传播和聚焦进行了物理过程的探究，相关结果希望能推动表面等离激元聚焦应用的发展。