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在原子系统中,当一个分立的激发态能级与一个连续的激发态能级相重叠时,两个激发态之间会出现干涉,从而使原子系统的光谱呈非对称线型,这一效应称为法诺(Fano)共振。最近,金属微纳结构中的Fano共振由于在非线性、增强透射、光学开关与调制等方面具有重要应用,因而引起了人们的广泛兴趣。目前绝大部分的研究通过在金属微纳结构体系中构造出宽带超辐射和窄带亚辐射共振模式来类比于原子体系的连续态和分立态激发能级,并通过将两种模式的频率调谐至重叠,使其满足通常意义上Fano共振产生的条件。本论文通过研究金属纳米颗粒周期阵列在对称介质环境以及置于介质波导表面两种体系下的光学特性,主要阐述金属微纳结构中的Fano共振激发除了要满足通常意义上Fano共振产生的条件,即两种模式在共振能量上的重叠,还必须满足两种不同线宽的模式需要具有相同的电场分量。我们的研究将有助于更好地理解Fano共振的物理意义,对于设计能支持Fano共振的金属微纳结构器件有着重要的指导意义。论文的主要内容包括以下三个方面：1.研究了单个金属纳米颗粒所支持的局域表面等离激元(LSPs)特性。我们利用基于有限元方法的Comsol商业软件,通过求解平面波入射情况下的单个金属纳米颗粒的散射场,从而获得包含金属纳米颗粒的吸收与散射两部分贡献的消光谱,其中消光峰即对应于单个金属纳米颗粒的LSPs的激发。为了实现LSPs的共振波长的有效调谐,我们也详细研究了其与金属纳米颗粒的尺寸以及周围环境折射率的关系。2.研究了非对称平板介质波导所支持的波导模式特性。我们通过求解赫姆霍兹方程,获得了平板介质波导中TE与TM模式的色散关系。根据平板介质波导的模式传播截止条件,我们可以获得波导模式共振波长与波导层厚度的关系。利用光栅耦合来满足动量匹配条件,自由空间传播的平面波可以有效激发平板介质波导的波导模式。光栅周期的改变可以有效调谐平板介质波导中传输的波导模共振波长。3.研究了金属纳米颗粒有序阵列在对称介质环境以及置于平板介质波导表面两种体系下的Fano共振特性。我们通过改变有序阵列的周期,将窄带的衍射表面波和波导模分别调谐到与宽带的金属纳米颗粒的LSPs共振位置发生重叠,从而满足通常意义上的Fano共振产生的条件。我们发现,仅仅满足窄带和宽带模式共振波长重叠并不一定能够产生Fano共振。两个不同线宽的模式还必须具有相同的电场分量,才能发生强烈的相互干涉,从而有效激发Fano共振。