如今,荧光技术已经被广泛地应用在各个领域,尤其是生物研究中。尽管荧光技术是一项先进而又高度灵敏的技术,但是仍然面临着各种问题使得荧光信号难以被检测到。例如,在单分子检测中,实验结果将受限于荧光的强度和荧光的稳定程度。并且为了满足分析低浓度样本的要求,增强荧光团的远场定向发光强度对于提高生物检测的灵敏度至关重要。当荧光分子位于金属纳米粒子或是金属薄膜结构附近时,荧光分子的辐射衰减速率便会提高,荧光发光强度也会得到增强。由于量子点与传统的荧光染料相比所具有发光效率高,发射波长可调,发射峰较窄等优点,并得到广泛的应用。因此,本文将主要研究金属纳米腔体结构增强量子点远场定向发光。首先,我们提出在银纳米腔体中将量子点与银纳米粒子绑定的这种新颖的系统,在这个系统内量子点的激发和远场定向发光强度都会得到增强。通过利用三维时域有限差分算法计算了量子点在四种不同系统的激发和发光。通过比较不同系统内的发光强度,可以发现在650nm的发光波长下,当量子点绑定银纳米粒子放置在银纳米腔中其发光强度比单独量子点在玻璃腔中高出230倍。通过对比结果可以看出,除了银纳米粒子的等离子体增强外,银腔体也可以进一步的增强量子点的远场发光。与单独利用银纳米粒子结构增强量子点发光的系统相比,无论量子点与银粒子二聚体处于竖直状态或者倾斜状态,因此所提出的银纳米粒子和银腔体阵列系统可以更有效的增强量子点的远场发光。并且,系统中的银腔阵列还可以防止粒子聚集,为检测提供稳定的环境。在实际的生物检测中,量子点与银纳米粒子二聚体将会随机漂浮在样品中,而其中大多数的二聚体会是倾斜的,而不是处于腔体内的对称位置上。根据结果显示,所提出的系统无论二聚体位于腔体内任何位置都可以稳定的增强量子点的发光。因此,该系统在实际的生物检测中具有很大的应用潜力。其次,我们又提出一种在金属银反射板及SiO₂隔层上周期分布的金属银纳米屋顶结构,其中每个屋顶结构的直径为162.5nm,量子点位于中间两个相邻屋顶结构的缝隙内。通过使用时域有限差分算法,研究了量子点位于不同位置以及不同数量的金属银纳米屋顶结构对于量子点远场发光强度的影响。通过计算表明:当有4个周期的纳米屋顶结构,且量子点处于中间相邻两个屋顶结构的缝隙内部时,可以有效的提高量子点的远场发光强度,相较没有屋顶结构时发光强度提高了4倍以上。