表面等离激元(Surface Plasmon Polaritons,SPPs)由电磁波中的光子与金属表面的自由电子集体震荡形成,是一种沿金属-介质界面传播的电磁震荡。因其对光具有局域场增强特性,且可突破传统衍射极限,在纳米光学领域备受关注,被认为是实现纳米级光学器件的有效基础。滤波器件作为光通信领域的基础器件更是十分重要。本文基于SPPs基础理论,对可实现滤波功能的MIM波导结构进行了研究,探讨了结构参数对滤波性能的影响,提出了三个基于等离子体诱导透明(Plasmon-induced Transparency,PIT)现象的窄带滤波器。论文主要内容如下:首先,本文梳理了表面等离激元的发展历史与研究现状,论述了表面等离激元的基础原理。从麦克斯韦方程组开始推导了表面等离激元的色散方程,得出了表面等离激元激发条件,然后对金属-介质交界面及MIM波导中的SPPs进行了研究。探讨了包括波长,传播长度和穿透深度在内的表面等离激元特征参数。对表面等离激元原理的掌握,是后续设计与研究的理论基础。其次,采用有限元法对含有环形腔、梯形腔的MIM波导结构,进行了理论分析和数值模拟。主要探讨了环形腔半径r、耦合距离w、梯形腔下底边宽度w2、梯形腔高度等结构参数对波导滤波性能的影响。研究表明,环形腔半径r,梯形腔下底w2和高度h对谐振腔共振频率有较大影响;耦合距离w对透射率影响较大。同时,通过改变环形腔与波导的耦合方式可以实现结构带通性能与带阻性能的转换。本章为后续新结构的提出及其参数调节奠定了基础。最后,依据上述基础结构的参数特性,本文提出了三种基于等离子体诱导透明的窄带滤波结构:含有梯形腔和环形腔的带阻滤波器、含有梯形腔和环形腔的带通滤波器、嵌套双环形谐振腔可调谐的带阻滤波器。结构一基于环形谐振腔与梯形谐振腔,梯形腔与波导直接连通,结构具有窄带带通滤波特性。结构二则是梯形腔与波导耦合,结构具有窄带带阻特性。但由于PIT产生条件的限制,上述两种设计的滤波器不能做到中心波长的可调谐。基于此,本文最后提出了双环嵌套耦合的可调谐窄带带阻滤波器。该滤波器在内外环形腔半径满足1:2时,均可产生PIT效应,且PIT透射峰位置与环形腔半径呈线性关系。据此,可通过按1:2比例,同时调节内、外环形腔半径,实现了可调谐带阻滤波器的设计。该带阻滤波器具有透射率低,阻带窄,Q值高的优良特性。总之,本文以表面等离激元MIM波导为基础,对谐振腔滤波结构进行了研究和探索,设计了基于PIT效应的新型窄带滤波结构,对表明等离激元滤波器与PIT效应的研究具有参考意义。