手性是指结构不能与其镜像完全重叠的性质,是对物质对称性的一种几何描述。自然界中大部分的生物分子都具有手性,手性物质和人类生命息息相关,因此,探测物质的手性信号已成为科研工作者研究的热点。手性物质的手性信号通过圆二色性(Circular Dichroism,CD)来表征,手性物质在左旋圆偏振光(Left circularly polarized,LCP)和右旋圆偏振光(Right circularly polarized,RCP)的激发下,吸收率的差异被定义为手性结构的CD,其差值即为CD信号的大小。由于自然界中存在的手性结构的手性信号非常微弱,且位于近紫外波段,不便于使用原有的实验设备进行探测和研究,因此,设计人造手性金属微纳结构,通过研究其圆二色性,进一步了解手性及手性结构产生圆二色性的原因。人造手性金属结构有较强圆二色性信号,是由于在金属结构的表面产生了局域表面等离激元(localized surface plasmon,LSP),金属结构表面的强电偶极矩LSP共振与入射电磁场的相互作用,使其手性金属结构产生了较强的圆二色性信号。为了进一步提升具有强圆二色性的CD及探究其产生强圆二色性信号的潜在机制,本文提出了四种手性金属微纳结构,使用有限元数值计算方法对设计结构的圆二色性进行了研究,主要研究工作如下:第一,提出了纳米线/交叉纳米棒组合阵列结构,并研究了其组合结构产生圆二色性的机理,以及纳米线增强交叉纳米棒圆二色性的机理。数值计算结果表明,在不同偏振光的激发下,纳米线和上纳米棒上的电偶极子相互耦合产生的共振作用不同,使原来共振波长的分离增加,从而增强了交叉纳米棒结构的圆二色性。此外,连通纳米线的加入,使原本的圆二色性光谱产生了两种新模式,并且由于结构中不同参数的改变,导致结构的圆二色性信号的大小和位置发生变化。第二,提出了连通的半圆环平面手性阵列结构,研究了该连通的半圆环结构在垂直入射的圆偏振光照射下的圆二色性效应。讨论了其连通的半圆环平面手性结构产生吸收CD的机理,以及连通的半圆环结构的几何参数对CD效应的影响。数值计算结果表明,由于该结构表面的电子振荡,在长波长处形成了电偶极矩最大的电偶极子,在短波长处,形成了电偶极矩较小的四偶极子和八偶极子,并且在最小波长模式处,形成了垂直于连通线方向的电偶极子,非对称电偶极子共振作用使该结构的吸收率产生差异,进而产生圆二色性。第三,提出了方形S平面金属阵列结构,研究了该方形S阵列结构在可见光波段的吸收率和圆二色性,讨论了其结构产生圆二色性的机理。方形S结构本身具备平面手性,因此,它对于不同的圆偏振光具有不同的吸收率。但是当改变该方形S结构的参数时,不仅可以调节原有的圆二色性模式的大小和位置,还会使其圆二色性信号的符号发生改变。计算结果表明,该结构在不同偏振光的激发下,会产生不同的共振模式,使结构在同一模式下的吸收强度不同,导致结构具有圆二色性。此外,改变方形S结构的参数时发现,在增大结构的某一参数时,在某一模式处会出现新的电偶极子和磁偶极子共振耦合的模式,从而使该结构的CD信号的符号发生改变。第四,提出了倾斜工字形阵列结构,研究了该倾斜工字形阵列结构在圆偏振光激发下的吸收率和圆二色性,并研究了该阵列结构中不同部分的参数对其圆二色性的影响及产生机理。平面倾斜工字形阵列结构的手性是由金属表面的电子共振形成了不对称的电偶极子所导致。但是当改变该结构不同纳米棒的结构参数时,圆二色性模式的大小和位置也发生相应的变化。即当改变倾斜纳米棒时,长波长处的模式大小和位置发生变化;当改变水平纳米棒时,短波长处的模式大小和位置发生变化;当改变将倾斜纳米棒和水平纳米棒连接起来的竖直纳米棒时,长波长处和短波长处的模式都没有发生太大的变化。总之,本文设计了四种手性金属微纳阵列结构,对以后设计具有大的CD信号的平面手性金属结构有一定的指导意义;通过对四种手性结构产生CD信号的机理的研究,也加深了我们对手性结构产生CD信号的物理机制的理解;并且,对利用连通的纳米线来增强手性结构的圆二色效应提供了思路;在今后的应用方面,为光学滤波器和偏振器等光学器件的设计方面提供了理论基础。