纳米天线与传统天线不一样,它可以在光波段内对传播场和局域场的能量进行有效转换,已经成为当今纳米光子学领域的研究热点。改变纳米天线的尺寸在一定程度上可以调整它的工作频率,通过调整其构造参数,可以使得纳米天线工作在量子通信常用的可见波段和近红外波段。在光波频率下亚波长的纳米天线会与入射光发生相互作用从而表现出等表面离激元等物理性质。表面等离激元因其具有可突破衍射极限、强局域场增强等特点常被用来解决光学器件的难以微型化和集成化等问题。因此可以利用天线中的表面等离激元特性在其工作频段内增强其方向性、辐射强度等通信性能。本文首先对有关表面等离激元和纳米天线的理论做了阐述,然后使用时域有限差分法模拟计算了几种不同结构的纳米天线的辐射衰减率和量子效率,选择性能最好的领结形天线作为接下来工作中的基础天线模型,再利用领结形纳米天线和石墨烯及微腔结构分别耦合,计算各自的散射截面、吸收截面及方向性,并对比了金和银两种材料制成的天线的模拟情况,最终得到了纳米天线和不同结构、不同材质的光学器件之间的耦合作用情况。本文的理论和模拟仿真对研究纳米光学天线具有重要意义。