表面等离极化激元(Surface Plasmon Polariton,SPP)是一种沿着金属-介质分界面传播的电磁波。本文通过对金属电磁学中SPP的研究,分析了其传播特性和现象,并设计了 SPP传输器件,主要内容如下:(1)设计了一种基于磷烯SPP的增强光透射的亚波长结构。首先研究了单层磷烯的电导率及其支持的SPP的特性,基于此提出了一种类三明治结构,上层为金纳米光栅,中间是磷烯薄膜,底部是硅基底。金纳米光栅辅助激发磷烯SPP,通过详细的实验设计和分析,深入研究了磷烯SPP增强光透射的机理,并分析了该结构的透射光谱和稳态电场,结果证明磷烯SPP的传播能够耦合更多的光,实现了宽频光增强透射。(2)提出了一种基于狄拉克半金属(Bulk-Dirac-Semimetal,BDS)的混合等离子体波导。首先研究了 BDS的电磁特性,根据模式求解理论得到BDS薄膜支持的SPP模式,然而BDS SPP的辐射损耗较大,不能有效地局限在分界面。通过设计一种太赫兹频率的基于BDS的混合等离子体波导,实现了 BDS SPP模式与介质波导模式的有效耦合,减小了 BDS SPP的辐射损耗。与传统结构的混合等离子体波导相比,该波导模式面积更小、传播长度更长。通过调整结构参数和BDS费米能级,该波导在3 THz的工作频率下,最小模式面积为2μm2,最大传播长度为～105μm。(3)基于人工表面等离极化激元(Spoof Surface Plasmon Polariton,SSPP)理论,设计了一款带阻滤波器。该滤波器由共面波导(Coplanar Waveguide,CPW)与SSPP传输线组合而成,通过在SSPP传输线中引入缺陷单元与CPW耦合形成阻带,并且通过控制缺陷单元的长度可以灵活地调节阻带的频率。模拟结果表明:阻带的频率范围为6.5～7.3 GHz,阻带带宽为0.8 GHz,品质因数Q=8.6。通带插损小于3 dB,通带反射基本小于-10 dB,阻带抑制小于-23 dB。