局部表面等离子体激元共振（LSPR）指的是位于电介质-金属界面处的自由电子在受到具有特定偏振态波长的入射光激发时产生集体振荡,使纳米颗粒间的电磁场相互作用得到增强,从而在吸收光谱或散射光谱中产生对应吸收峰或散射峰的纳米级光学现象。LSPR因其在无标记检测中的优异性能而被广泛应用于电子学、光子学、光催化以及生物传感等领域。近年来,诸多金纳米颗粒,如金纳米棒、金纳米双锥体和金纳米立方体等,因其具有较高的传感灵敏度以及优越的化学稳定性而受到了广泛的关注。目前金纳米颗粒主要通过化学合成制备,但通过化学合成的金纳米颗粒在胶体溶液中或沉积在衬底上时是随机取向的。在实验中,不对称（即横向结构与纵向结构不相同）的金纳米颗粒的随机分布将平均其LSPR的横向模式和纵向模式,使合成的不对称金纳米颗粒整体的品质因子大幅度降低。因此可以预见,周期性排列的金纳米颗粒在改善LSPR传感器的FOM方面具有重要应用前景。在基底表面利用光学加工方法可以制备出具有周期性结构的金纳米颗粒阵列,从而形成具有较好传感性能的超表面。当前微纳加工技术制备的金纳米颗粒一般具有较大的尺寸,当金纳米颗粒的尺寸增加时,其偶极模式共振和高阶模式共振的叠加会增加颗粒的等离子体共振线宽。然而对于较大尺寸不对称的金纳米棒和纳米双锥体,其高阶谐振（特别是四极共振）会产生比偶极共振更窄的线宽。因此,为了进一步提高LSPR传感器的FOM,本文利用数值模拟针对可通过光学加工制备的金纳米长方体以及金纳米菱形六面体颗粒进行了深入的研究,系统地探究了两种结构等离子体四极共振的光学传感特性。本文主要工作如下:1、简要给出了表面等离子体共振的特性及其在不同领域的应用,总结了金纳米颗粒表面等离子体共振的研究历史和发展现状,介绍了局域表面等离子体共振的基础理论以及计算方法。2、研究了金纳米长方体颗粒的光学特性以及其折射率传感性能。结果表明,四极共振的半峰全宽远小于偶极共振的半峰全宽。当纳米颗粒的边界变得尖锐时,四极共振的共振波长会发生“红移”,其品质因子会显著增加,且其阵列的四极共振折射率传感性能不亚于单个颗粒的传感性能。3、研究了金纳米菱形六面体颗粒的光学特性以及其折射率传感性能,并将菱形六面体颗粒各个方面的性质与长方体颗粒进行了对比分析。