与电子相比，光子作为信息载体，具有更大的信息承载量和更宽的工作带宽。尽管光子回路具有优越处理性能，可望实现更快的处理速度，但是光子的固有物理极限给光子器件的小型化以及光学信号处理带来了困难。基于表面等离激元激发的亚波长光子器件具有诸如可以突破光的衍射极限等特性，从而有利于光子器件小型化和高集成化。　　 本文首先对表面等离激元的传输特性、色散特性、传输模式做了简要概述，并对现有基于表面等离激元的光子器件的设计和原理进行了简单分析和总结。而后，对目前在表面等离激元特性分析中常用的三种数值计算方法进行了较详尽的阐述。通过对这些算法的基本概念、原理、计算过程、稳定性、边界处理的比较，发现时域有限差分(FDTD)算法是最适于并行化的计算方法。尤其是，自行编译与优化的FDTD并行运算程序大大加快了运算速度。最后，将这一并行FDTD算法应用于亚波长光子器件的设计和模拟中。　　 第一章，较为全面地介绍了表面等离激元的发展历史和研究背景，对其基本概念和性质也做了简单的分析。并介绍近年来与表面等离激元相关的理论和实验工作，以及基于光激发表面等离激元的亚波长光子器件的原理、设计、应用、相关课题的研究进展。　　 第二章，介绍了广泛应用于科学研究领域的三种电磁场计算方法：有限元方法(FEM)、矩量法(MoM)、FDTD方法的基本概念、计算过程做了详细介绍。用编程的方法实现电磁学计算，给出程序实现的具体建议以及需要注意的问题。　　 第三章，首先对并行计算技术做总体介绍。接着对一种通用性好、计算效率高的并行计算方法做详细分析，并对并行计算环境的组成、构建及基于上述方法的并行编程等做了详细的介绍。找出一种最适合做并行的电磁学计算方法，基于该方法，实现了并行计算，为本研究组后续工作开展奠定了重要基础。　　 第四章，针对基于光激发表面等离激元的小型化亚波长光子器件，介绍集成亚波长光子器件的设计及模拟。介绍了几种常见的亚波长光子器件的结构及其物理机制。用FDTD等数值计算方法对这几种亚波长光子器件进行模拟，验证其功能，提出这些结构在应用中的价值，为将来基于表面等离激元的亚波长逻辑运算光子器件的设计与模拟做一个铺垫。