表面等离激元（Surface Plasmon Polaritons,SPPs）是指在金属表面存在的自由振动的电子与光子相互作用而产生的电磁模式。基于表面等离激元谐振（Surface plasmon resonance,SPR）现象的传感技术由于具有极高的灵敏度特性得到快速发展,已在生物传感、化学分析、药品研发、环境监测和医学诊断等领域得到了广泛应用。本论文将开展应用于SPR检测系统的薄膜研究,拟解决的问题包括:波长、角度谐振检测装置及膜系色散特性确定方法的改进;高性能、低成本膜系的色散特性及传感特性的研究;棱镜基宽带反射式横磁（Transverse Magnetic,TM）偏振薄膜的设计及其在SPR中的应用等。提出了基于SPR角度谐振原理的确定膜系介电常数和厚度的新方法,该方法不涉及复杂的公式和算法,在计算过程中,可直接去除解的“双值性”。改进了基于上述方法提出的利用SPR波长谐振原理确定膜系色散特性和厚度的方法,改善了其合理性和通用性。搭建了具有绝对入射角度值标定功能的SPR角度谐振检测装置和波长谐振检测装置,利用两种检测装置测量了金（Au）膜的SPR响应,确定了金膜的介电常数和厚度。提出了从SPR波长谐振谱线中提取SPR角度谐振谱线的方法。综合了两种装置的特点,将两种装置整合为一个装置,该装置既可测量SPR角度谐振谱线,又可测量SPR波长谐振谱线,降低成本的同时,实现了装置的多功能性。研究了Cu/TiO2、Ag/TiO2膜系的SPR波长谐振响应、色散特性。根据膜系的色散特性分析了当膜系用于SPR折射率传感时的灵敏度特性。结果表明:Cu/TiO2膜系的角度灵敏度特性优于Au膜,更适合用于SPR角度调制传感;Ag/TiO2膜系的角度、波长灵敏度与Au膜接近,可以通过合理地选择电介质薄膜参数,使Ag/电介质膜系达到Au膜的灵敏度效果。Cu基和Ag基膜系的使用将在不失高灵敏度的前提下,有效地降低SPR芯片的成本。设计了由Cr、SiO2薄膜构成的棱镜基宽带反射式TM偏振薄膜。仿真分析了Cr/SiO2膜系与K9棱镜构成的偏振器的性能特点。该偏振器可以在600 nm900 nm的波长范围内,充分地反射TM偏振光、强烈地吸收TE偏振光。通过改变膜系参数,可以在大于全反射临界角的较大角度范围内调节该偏振器的工作角度。这类偏振器与Kretchmann SPR结构相兼容,有利于偏振器与耦合棱镜的集成。基于等离激元波导耦合谐振（Coupled Plasmon-Waveguide Resonance,CPWR）原理,设计并制作了由Ag、Cr、TiO2薄膜构成的棱镜基宽带反射式TM偏振薄膜。利用SPR波长谐振检测装置测量了Ag/Cr/TiO2薄膜与K9菱形棱镜构成的偏振器的光谱响应特性。该偏振器的工作角度范围为42°47°,工作波段为600 nm900nm,TM光的反射率较高,而TE光的反射率较低,实验结果与仿真结果符合良好。将Au膜与偏振器结合,构成了用于SPR波长调制的偏振器集成型Kretchmann结构,该结构具有良好的SPR波长谐振响应,验证了偏振器集成型Kretchmann SPR结构的可行性。这种偏振薄膜可以简化SPR检测装置,降低成本,并为集成型SPR结构的实现提供了新的途径。