作为微纳光子学的热门研究领域之一,光学纳米天线(Optical Nanoantenna)在光电探测、生物传感器、表面增强拉曼散射和近场显微镜等方面都具有很大的应用价值和巨大的开发潜力。光学纳米天线的电磁场多极共振在远场区会相互影响,产生复杂的相干效应,从而导致纳米天线的远场定向散射特性和近场增强效应发生显著变化,但是单向性散射与多极共振之间的内在关系目前并不十分清晰。本论文采用仿真模拟的方法,从局域表面等离子体共振(Localized Surface Plasmon Resonance,LSPR)基本原理出发,通过对光学纳米天线不同光学共振模式的多极分解,数值计算了金属纳米棒天线、金属-高介电切片纳米棒天线、金属三聚体纳米天线和全介电三聚体纳米天线的远场单向性和近场增强特性,系统研究了光学纳米天线对光波的散射效率和方向性等方面的调控作用,阐述了纳米天线多极共振之间的相互作用与远场散射方向性之间的联系,为设计新型光学纳米天线提供了理论指导。提出了一种金-硅切片纳米棒天线结构,仿真结果表明,该光学纳米天线可以支持电偶极矩、磁偶极矩和环磁偶极矩等多个光学共振模式,并且多极共振强烈地依赖于纳米天线的尺寸以及材料,共振光谱的共振峰峰位会随着纳米天线半径的增加而发生红移。金属-高介电材料耦合天线可以减小单一金属材料纳米天线的材料损耗,在保持LSPR特性的同时激发磁偶极矩和环磁偶极矩共振,这些共振模式之间的耦合作用使局域电场和局域磁场都得到增强,并且实现多波长下的远场单向散射特性。设计了高介电硅三聚体结构纳米天线,利用理论计算和数值模拟方法,通过调整纳米天线共振光谱使硅三聚体纳米天线在近红外区域的双波长下实现单向散射,极大地增强了前向散射并抑制了背向散射。研究发现,通过打破三聚体结构的对称性可以激发高阶力矩。在波长816 nm和1300 nm处,三聚体纳米天线在多模式共振耦合作用下实现了在两个不同波长下近似满足广义Kerker条件,进一步提高散射方向性。研究还考察了纳米颗粒的材料、几何结构和尺寸等参数对远场单向性散射和近场增强特性的影响,探索了“磁热点”的形成机制,利用多模耦合作用对其物理本质进行阐释。我们的结果对未来设计和调控新型近红外区域全介电材料纳米天线提供了理论指导。