二维过渡金属二硫化物（Transition Metal Dichalcogenides,TMDs）具有块体材料所没有的优秀的光电性质,是前沿片上集成光电器件领域的研究热点。而具有直接带隙的单层TMDs材料的电子跃迁发生在位于二维六方布里渊区边缘的简并的±K点处。加上由于单层TMDs空间反演对称性破缺的性质,能带中的+K和-K两个简并的能谷有着相反的贝里曲率（Berry Curvature）,从而对应着相反的轨道角动量,这使得单层TMDs材料具有对能谷的选择特性。强烈的自旋-轨道耦合作用使的单层TMDs材料的电子自旋态与能谷之间存在相互锁定,这样就形成了跃迁的能谷选择定则。但是室温下这种能谷选择的效率很低,目前仍缺乏有效的研究手段来提高二维TMDs材料的能谷选择定则的效率。表面等离极化激元（Surface Plasmon Polaritons,SPPs）具有z空间亚波长限制和局域场增强的特性,具有在微纳尺度下进行光子操纵和集成的广阔前景。通过等离激元模式的自旋角动量锁定可以使二维材料中的谷信息在相应的体系下转变为定向的传输和发射,将与TMDs材料的对应±K能谷指数读取出来。如何将SPPs与TMDs材料的能谷指数的读取过程进行有效的结合是一个难点。基于当前的研究现状,本论文主要开展了如下的工作:（1）参考位于WS2上的单个Ag纳米线的体系,我们提出一种基于复合等离激元波导结构的一种具有能谷偏振度选择的环形器,这种波导结构能够支持具有横向光学自旋角动量的光学波导模式,可以实现对单层WS2能谷指数的读取。并且通过FDTD软件的仿真,我们确定了环形器中以TiO2作为波导介质,SiO2为间隙层,Au为金属层以及具体的环形器的尺寸参数。（2）我们以现有的微纳加工技术为基础,使用电子束蒸镀技术、干法转移二维材料技术、电子束曝光技术和感应耦合等离子体刻蚀技术,采用双层剥离工艺沉积和借助掩摸刻蚀介质结构两种不同的方案制备了能谷复合波导环形器。这两种工艺都实现了对于TiO2波导图形的几十纳米级精度的加工。通过对这两种方案加工出来的波导结构进行的一系列表征,我们发现采用刻蚀TiO2方法制备的环形波导结构更加接近原始设计尺寸,这种方案可以减少因电子束曝光过程中由于电子散射带来的图形转移失真的影响,从而达到更高的加工精度。（3）在自主搭建的光学显微测试系统下,我们使用波长532 nm的左旋圆偏光作为泵浦光源,激发单层WS2产生左旋圆偏振态的荧光,激发的荧光会携带相应的能谷指数并且通过设计的环形器波导结构定向传播,最后在波导的端口出射。通过实验我们验证了这种复合等离激元波导结构对单层WS2能谷指数的激发与读取过程。