LED作为光源已广泛应用于家电、电子显示、照明、汽车等领域。随着对LED芯片发光效率要求的不断提高，以及节约能源的需要，增强LED的发光效率已成为研究的热点问题。在众多的增强LED发光效率的方法中，利用表面等离子体激元（Surface Plasmon Polariton，SPP）耦合提高发光器件发光效率是增强器件发光的有效途径，而表面等离子体激元耦合提高LED发光效率受许多因素的影响，因此需要对表面等离子体增强LED发光效率关键技术进行研究。　　本文从提高LED光提取效率和内量子效率两个关键指标出发，对氮化镓(GaN)和硅(Si)材料体系的表面等离子体波耦合LED芯片进行了研究。采用严格耦合波算法(RCWA)对一维、二维金属光子晶体的周期、占空比对SPP波的调制作用进行了分析，提出了一种SPP波转化为辐射光的模式调制方法。该方法使限制在LED芯片内的导波耦合为SPP波后转化为辐射光被有效提取，从而提高LED光提取效率。利用时域有限差分算法(FDTD)分析了金属光子晶体结构的SPP波在LED材料中的穿透深度，在SPP波穿透范围内优化了金属与LED有源区之间的耦合距离，保证SPP波与LED有源区光辐射有效的耦合;在金属光子晶体结构和LED有源区之间设计了一定厚度的介质隔离层，避免了SPP波在LED材料中的欧姆损耗;利用SPP波的强局域特性增加LED有源区量子态密度，提高了LED内量子效率。　　本文采用金属光子晶体SPP耦合结构对表面等离子体增强LED发光效率的模式调制、耦合距离和欧姆损耗抑制等关键技术进行了综合分析，结果表明，在GaN基LED器件中可提高光提取效率6％，在硅基LED器件中可提高光提取效率27％，同时提高了发光器件的内量子效率，为高发光效率的半导体光电器件研究提供了参考，在半导体照明和硅基光电集成领域具有很高的应用价值。