近年来,在微纳光子学领域,利用金属纳米结构独特的光学性质实现光通路和光操纵的研究层出不穷。表面等离激元是这些微纳结构光学特性的表现形式和实现手段。然而金属中的本征阻抗热损耗限制了表面等离激元长距离传播,从而限制了器件本身的性能,因而低损器件和材料在纳米光子学领域是共性的议题。另外许多研究避开传播表面等离激元,更倾向于使用结构进行光场集中,也就是局域表面等离激元的研究,金属超表面在相应的光场调控中也取得了令人瞩目的研究成果,但对于有源结构的应用方面研究还有待扩展。本论文基于上述考虑,提出在低损的金属纳米材料上激发并调控传播表面等离激元,以及利用具有丰富电磁谐振的开口环形谐振器超表面实现荧光辐射增强与调控。全文围绕以下几个方面展开研究工作:对于传播表面等离激元,引入高质量单晶金纳米片(边长10～20μm,厚度30 nm),利用无损的泄露模辐射探测方法,同时在实像面和傅立叶像面表征和调控传播表面等离激元泄露模特性。理论分析了不同形状(三角形和六边形)纳米金片传播表面等离激元模式特征,实验上成功得到了相应的传播常数和传播方向,并与仿真结果十分吻合。通过改变入射光光斑位置实现了纳米金片上的表面等离激元传播方向的调控,通过改变入射光偏振,得到了表面等离激元传播强度和入射偏振的关系。对于金属超表面在局域表面等离激元方面的应用,我们采用具有丰富磁谐振特性,同时有助于减弱荧光淬灭的开口环形谐振器超表面,实现了局域表面等离激元不同模式电场增强,同时利用其斜入射的特殊谐振特性增强并调控荧光辐射。在两个正交偏振光入射情况下,都能实现荧光增强,x偏振和y偏振入射所对应荧光辐射提高因子分别达到18和8倍。详细研究了荧光辐射的偏振特性,x偏振入射激发荧光辐射偏振方向与入射一致,而y偏振入射激发对应的荧光辐射偏振旋转。更重要的是,我们在不同入射面,实现了荧光辐射偏振度的调控。总而言之,本论文利用金属微纳结构实现表面等离激元的激发,表征和调控,包括在单晶纳米金片上的传播等离激元和开口环形谐振器超表面中的局域表面等离激元特性研究,并推广到利用环形谐振器超表面实现荧光增强与调制。这些结果在低损微纳金属波导,纳米尺度光场调控以等领域具备潜在的应用前景,为在纳米尺度采用超表面实现纳米光源的调控提供了另一种途径,也为超表面在包括荧光光谱学、集成生物传感器等方面的应用提供了新的角度和新的视野。