表面等离子体激元是局域在金属表面的一种由自由电子和光子相互作用形成的激发态倏逝波。通过金属表面的纳米尺度亚波长结构调制，能对沿表面传播的波场进行控制，尤其是控制它与光的相互作用，在未来的纳米光子器件、纳米芯片光电集成等领域具有巨大的应用潜力，因而受到了广泛的重视。本文的研究工作主要围绕一维线性金属薄膜微结构和高占空比金属透射光栅的理论研究以及实验探索。 首先从表面等离子体波（SPW)基本原理、不同金属材料SPPs耦合激发的传播深度dsp和传播距离Lsp出发，提出了选择器件材料的标准，其中银表现出最佳的特性。 以入射波长为632.1nm的p偏振光为例，利用时域有限差分方法，模拟了p偏振光高斯光束入射到金属银亚波长狭缝与光栅结构的传播特性。入射面光栅对输出光的主要贡献是透射增强，出射面光栅主要对输出光的远场分布特性产生影响，而入射面栅格凹槽数目对透射增强的作用是有限的，透射强度与亚波长狭缝的深度呈周期性的变化。 由于表面等离子激元的影响，对称光栅结构透射光呈现对称出射，而特殊设计的非对称结构可以实现光束集束现象。借助公式推导法及Helmholtz互易定理，可以设计出平行入射p偏振光的光束集束器件。结合其高斯光束的发散性及近场分布的需要，应用于高斯光束的器件在结构参数上缩小了12％。在对其他结构参数的优化的基础上，实现了针对632.1nm高斯光束的对称出射及光束集束器件的设计。 采用严格耦合波理论(RCWA)，模拟计算了p偏振光入射具有高占空比的透射式金属光栅，金属表面等离子体激发和入射光会发生共振耦合，使入射光以极高的效率选择性地透射。在倾斜入射的条件下，SPPs耦合共振引发的透射共振效应的透射波段会红移，且透射波段和入射角度呈良好的线性关系。不同金属透射光栅在可见光及红外波段的透射性能的排序为Ag>Au>Cu>A1。 基于光学基底的金属光栅等改良结构，可以提高SPPs耦合共振效应的透射率等性能。主要是由表面传输距离增加及光栅两侧不同的介质导致了玻璃侧的SPPs耦合共振和空气侧的空腔共振重叠，使透射率增加。 在高占空比金属光栅的制备实验上做了探索，由于薄膜本身的牢固度给沉积材料的剥离带来困难，以及占空比过高时光栅表面粗糙度也会增大，实际样品的光学特性明显偏离设计结果。 最后，对整个课题进行了总结，并提出了今后需要进一步研究和发展的方向。