金属微纳阵列在入射光满足波矢匹配条件下,能够在其表面激励表面波甚至表面等离激元,形成共振性的表面电磁波场和表面电子密度波。通过将入射光能耦合进金属微纳结构表面,基于表面电磁波场对表面电子的耦合约束和再分布限域作用,可显著改变金属微纳阵列的光反射率和透过率,实现基于频率选择的光透过增强与光反射抑制。研究显示,所激励的表面等离激元其频谱与强度,与微纳结构其尺寸、形貌、材质和介电行为等密切相关;通过合理配置金属微纳阵列的结构形态和参数,可移动反射光或透射光的峰值波长;在金属微纳阵列上加载信号电压,可基于偏振光波的特征介电响应产生不同的反射或透射作用。本文对金属微纳阵列在表面波或表面等离激元激励下的红外减反射和透射增强特性,进行了较为深入的研究,主要内容如下:首先结合金属自由电子气模型,分析了沿金属-介质界面传播的表面等离激元色散关系;讨论了表面等离激元激励方式,及其对微纳结构间的表面等离激元耦合共振特性的影响;基于金属纳米条阵开展了光偏振态调节机理研究,设计了周期性金属微纳结构阵列。然后基于有限元法,设计了多种亚波长纳模。通过调变金属膜厚度、单元周期、尖端锐度和尖角高度等参数,仿真分析了红外反射率、透过率以及局域场增强行为,以及对激励表面等离激元的影响;讨论了通过改变入射光波的线偏振态,以及在金属微纳阵列上施加不同信号电压,对谱红外透射、反射以及表面电荷分布密度的影响。基于结构仿真参数,采用微纳加工工艺制作了原理样片,进行AFM和SEM等表面形貌测试,获得了微纳结构参数体系,进一步优化了工艺流程。利用傅里叶显微红外光谱测试,对金属微纳阵列开展了近红外透射和反射特性测试分析,在2.6μm和4.5μm处实现了减反增透。通过在金属微纳阵列上加载信号电压,获得了正交偏振光波的透过率测试数据,观察到信号电压作用下的透过率变动行为,可实现透射光偏振态的电调控;通过增大所加载的信号电压幅度,基于不同线偏光的变透过率特征可有效调控透射光偏振态。