等离激元具有高近场增强和突破衍射极限汇聚等特性,被广泛应用于传感、通讯和太阳能等诸多领域。而对于等离激元近场的准确表征是人们深入认识和利用等离激元的重要前提。光发射电子显微术(photoemission electron microscopy,PEEM)具有无探针干扰、全视场快速成像和时间分辨可整合等特点,已经成为等离激元近场表征方面的有力工具之一。特别是,近年来发展出的双色光发射电子显微术,可实现对光发射电子阶次和产额的灵活调控以及对等离激元近场PEEM图像的显著优化,因而在未来等离激元近场成像领域将发挥越来越重要的作用。本文主要开展了双色光发射电子显微术对金纳米环结构等离激元场近场成像及其相应影响因素的研究。具体研究内容与结果如下:(1)开展了金纳米环结构等离激元场光学响应的仿真研究。利用时域有限差分法,仿真研究了不同偏振方向入射光激发条件下,金纳米环结构等离激元场消光谱及其近场分布。仿真研究了在800nm共振波长光和400nm非共振波长光同时激发条件下,金纳米环的近场分布情况,进而探究双色光(800nm+400nm)照射下成像800nm光对应等离激元场的可行性。(2)开展了双色PEEM成像金纳米环结构等离激元场的研究。利用双色PEEM对金纳米环结构中的等离激元场进行了高空间分辨表征研究,并与单色激发条件下金纳米环近场PEEM图像进行了对比研究。结果表明,双色激发条件下光电子发射产额相比于800nm单色激发条件,提升了约10倍。金纳米环结构光发射电子阶次从800nm单色激发条件下的3.8,降至双色激发条件下的1.85。而对于缺陷位置,光发射电子阶次则从3.72降至2.52。同时,深入研究了结构缺陷位置、形状和尺寸对金纳米环结构中等离激元场的影响,并分析了缺陷激发对金纳米环结构PEEM图像产生强烈干扰的原因。(3)开展了双色光参数对等离激元场PEEM图像影响的研究。结果表明,双色光相对延迟时间为0,且双色光偏振角度都是0°偏振时,光电子产额最大,双色量子通道打开程度最大。800nm共振波长光在双色量子通道中占主导作用。此外发现,在800nm共振波长光偏振方向不变的情况下,随着400nm非共振波长光偏振逐渐转移至S偏振,双色量子通道开启程度逐渐下降。进一步,探究了双色光的偏振方向对双色量子通道开启程度的影响并分析了相应物理机制。