表面等离激元是一种在介质和金属界面间传播的具有超强限域能力的电子振荡耦合的电磁波。因其具有亚波长限域能力而在紧凑的光学集成回路领域吸引到人们广泛的研究兴趣。表面等离激元的这种能力为高密度的光学芯片集成奠定了理论基础。在高集成的光通信回路中，光子器件是一个很重要的基础元件。由单一介质或半导体材料制成的通常的光子器件通常受制于较大的尺寸，这是因为器件无法超越光学衍射极限。由于具有这些优点，表面等离激元能为紧凑的光子器件的实现提供一个很好的解决方案。近些年来各种形式的表面等离激元光子器件是纳米光子学领域的一大研究热点之一。本论文围绕表面等离激元在纳米结构中的特性，通过有限元数值模拟和理论分析发现了一些新奇的现象并设计了一系列的纳米级的光子器件。随着加工技术的进步，许多梯度折射率材料已经可以被制造。作为高集成光学通信回路如此关键的一个部分，微谐振腔的尺寸和消光比必须同时考虑，因此我们提出并研究了一种基于梯度折射率的表面等离激元谐振腔。因为在复杂的纳米结构中，有限元数值模拟具有灵活方便的特点，我们采用了二维的有限元模拟来优化设计梯度折射率的表面等离激元谐振腔的结构参数来实现高消光比和小尺寸的光学微谐振腔。理论模拟发现梯度折射率的变化速率能够影响谐振腔的共振频率、品质因子以及模式体积。更为重要的是对于任意半径的腔体我们都能通过改变折射率的梯度变化速率来对消光比的值进行优化。总而言之，梯度折射率能在固定的腔体尺寸下提高谐振腔的消光比，这种结构既有很高的消光比又有较小的封装尺寸。因而这个高消光比的梯度折射率表面等离激元谐振腔是一个非常有潜力的高密度光学集成器件，在滤波器，高消光比调制器和光开关中具有很大的潜在应用价值。同时我们还提出并研究了一种具有偏振选择性的光波导器件。通过在纳米线波导两侧放置的周期金颗粒，成功实现了对不同偏振光的选择性通过。这种结构简单且小尺寸的光波导器件在纳米光子器件、纳米集成光路及微纳传感等领域具有巨大的潜在应用前景。