以核壳型金纳米粒子为载热体的癌症激光热疗技术是一种新型的癌症物理疗法。利用局域表面等离子体共振(LSPR)现象，这项技术具有高效、安全、靶向性好的特点。自概念提出至今的十年内，大部分研究工作侧重于试验研究，深入的理论研究尚欠缺。鉴于此，本文的研究目标是通过建立合理的数学模型，从理论上研究纳米尺度金粒子与近红外激光相互作用时的光学特性和传热特性，最终建立多粒子导热模型估算肿瘤温度，进而从临床应用的角度，研究粒子尺寸、注射剂量、激光强度、照射时间等参数的选择。论文虽以癌症靶向热疗为背景，但由于侧重于基础理论研究，所得成果对其他LSPR相关领域，诸如医学成像、药物缓释、生物传感等均有参考价值。　　 研究工作分两个方面：　　 纳米粒子的光学特性研究：利用多极展开方法，推导了单色平面波作用下核壳型粒子Maxwell方程球坐标形式的精确解；讨论了结构参数、光学常数和尺度效应对粒子吸收和散射特性的影响；采用时域有限差分方法研究了纳米粒子间的电磁相互作用，研究了电磁能量在纳米粒子团中的传递规律。　　 纳米粒子的热特性：建立了纳米粒子电磁场、热场的耦合数学模型，采用积分变换方法推导了三维暂态无限域内复合介质导热微分方程的解析解；研究了金属壳内焦耳损耗和粒子内外温度场的分布特点；建立了多纳米粒子的导热模型计算肿瘤温度场；最后通过双相滞后热传导模型，探讨了热迟豫效应引起的粒子超暂态导热特性。　　 论文的贡献和创新点包括以下五个方面：　　 (1)推导了单色平面波作用下，核壳型纳米粒子内、外电磁场完整的解析解，研究了金属壳内焦耳损耗的空间分布特点；　　 (2)提出了一种直观的图表方法，用于定性研究LSPR的发生条件和分析粒子各种参数对LSPR的影响；　　 (3)研究了电磁能量在规则分布的纳米粒子团中的传递规律，提出了光学上孤立纳米粒子的成立条件；　　 (4)建立了纳米粒子的电磁、热耦合数学模型，提出了一种新的积分变换方法，用于求解球坐标系下无限域内复合介质的三维暂态导热微分方程。　　 (5)提出了一种等效导热模型计算肿瘤温度。通过与动物实验对比，证明了模型的有效性。该模型可用于指导临床应用中粒子剂量、激光强度、照射时间等参数的选择。