表面等离激元（SPs）是存在于金属表面的自由电子气团,当入射光照射在金属等离子体表面时,自由电子气团与入射光相互作用,产生一种特殊的电磁振荡模式,我们叫做表面等离激元共振（SPR）。由于表面等离激元共振具有突破衍射极限和强的局域场增强等一系列独特的光学特性,使得金属微纳结构的光学元件更加微型化和集成化。而这些微纳结构也广泛的应用于表面增强拉曼散射,光学传感器,激光器,医学成像等领域。本论文主要对基于表面等离激元共振耦合的光学传感器进行研究。首先从表面等离激元的研究意义、发展状况以及光学特性进行阐述,又通过对表面等离激元共振的分类进一步理解其物理机制,分析了基于表面等离激元共振的几种应用并提出了增强表面等离激元共振的方法。针对表面等离激元共振在光学传感器方面的应用,根据电磁场基本理论,本文创新的提出了两种具有高传感性能的表面等离激元共振耦合传感器结构,并基于有限元分析法使用CST仿真软件进行模拟计算。1、本论文从理论上研究了T型二聚体（TD）纳米结构和带有纳米线负载（NL）的T型二聚体纳米结构（TD/NL）的光学特性。通过在TD纳米结构周围沉积NL,结构的光学性质发生了显著改变,TD/NL的消光光谱出现了分裂的共振峰,并由于等离子体激元杂交而显示出Fano共振的不对称特性。此外,在复合TD/NL纳米结构中可以获得更强的电场增强,计算结果表明,在设计的TD/NL纳米结构中,暗模式的场增强效果是TD纳米结构的三倍。同时,TD/NL纳米结构中的Fano共振显示出窄的光谱线宽和高品质因数,这对光学折射率传感器是有利的。通过改变结构周围环境的折射率,测其灵敏度高达1083 nm/RIU。2、本设计将一种沉积在玻璃基板上的相对E形延伸（EW）结构,用于折射率传感。选择Ag作为表面等离激元金属材料,并通过有限元方法（FEM）对其性能进行数值研究。由于等离激元纳米结构之间的共振耦合,其光吸收在红外区域显著增强,同时散射减弱,形成一个明显的凹槽。我们将其应用于传感领域,仿真结果表明,所提出的传感器在折射率变化范围为1.332-1.467的情况下,平均灵敏度为669 nm/RIU。因此,该传感器可以有效地监测周围环境的细微变化,对于生物医学和有机物检测及相关应用具有巨大的商业价值。