金属纳米结构的表面等离激元及增强的电磁场特征使其在超表面、全息显示、超灵敏生物传感和病毒分子检测等方面获得了广泛的应用。虽然科研人员对金属纳米结构的表面等离激元谐振进行了深入研究,设计和制造了各种特殊性能的金属纳米结构。然而目前仍然没有建立关于金属纳米结构表面等离激元谐振模式的统一规律。建立金属纳米结构表面等离激元谐振的统一规律,是纳米光子学领域亟待解决的重要科学问题,可为纳米功能器件的设计提供理论依据,对微纳光子学的发展具有重要意义。如何将金属纳米结构归类是建立表面等离激元谐振模式统一规律的基石。根据点群理论,所有的二维结构都具有旋转对称性,并且根据其旋转对称主轴的阶次,可分为不同点群。因此,本论文尝试从金属纳米结构的旋转对称性出发,揭示旋转特性与表面等离激元谐振模式的对应关系,建立二维金属纳米结构光学谐振规律。本文运用米氏散射理论将纳米结构散射场进行电磁多极子展开,基于向量场中选择定则,提出了旋转对称金属纳米结构光学谐振规律。指出在平面波照射下,纳米结构的高阶光学谐振模式可以直接由对应的点群多极子和球谐函数的不可约表示得出,不需要复杂的数值仿真计算。该理论的建立对设计和制造具有特定高阶光学谐振模式的纳米结构提供理论依据。本文还从实验的角度验证了上述理论,采用聚焦离子束刻蚀技术制造了C_nh点群金属纳米结构,并对它们的光学谐振规律进行了实验测量与数值仿真,发现其第一个高阶谐振模式所呈现出的规律完全符合上述理论。此外,还验证了纳米结构对称性的破坏对谐振模式的影响,发现某个谐振模式的出现或者消失和纳米结构的旋转对称性有直接的关系,进一步验证了纳米结构的旋转对称性对纳米结构高阶光学谐振的约束作用。本文还探索了旋转对称纳米结构在操纵二维材料光致发光与光学加密中的应用。利用C_?点群纳米铝盘增强了单层二硫化钼的光致发光达十倍以上。使用三维非旋转对称纳米结构,利用其在左右旋圆偏振光照射下的圆二色性来加密纳米彩色图案,为纳米等离激元彩色打印在文件认证与防伪方面的应用提供了新的解决方案。