金属纳米结构的表面等离子体光学在光催化、纳米集成光子学、光学传感、生物标记、医学成像、太阳能电池，以及表面增强拉曼光谱(SERS)等领域有广泛的应用前景，这些功能和金属纳米结构与光相互作用时产生的表面等离子体共振密切相关。最近，中科院物理研究所光物理实验室李志远研究组，对金纳米棒颗粒的合成、定向排列和物理特性开发，非线性纳米天线的光学双稳功能，金纳米颗粒对二氧化钛颗粒的近紫外光吸收和光催化功能的影响等前沿课题做了深入的理论和实验探索，与国内外多个实验小组合作，对新型金属纳米颗粒的合成和SERS应用，金属纳米线用于透明导体，以及超精细和超平整度的金属纳米结构的制备新技术等问题做了深入细致的分析，取得了一系列重要进展。
1. 金纳米棒的合成、定向排列和非线性光学各向异性实验研究。金纳米棒具有横向和纵向两个等离子体共振（SPR）吸收峰，如图1a所示。通常水溶液里面合成的金纳米棒指向随机分布，群体表现出各向同性SPR特性，丧失了单个金纳米棒所特有的偏振相关特性。为解决这些问题，他们采用了一种薄膜加热和拉伸方法（如图1b），成功将群体金纳米棒按照拉伸方向排列起来，使得宏观上线偏光能够有选择地同时激发所有金纳米棒的纵向或横向SPR（图1c）。进一步研究发现，群体金纳米棒的定向排列能够还原单个金纳米棒的偏振相关非线性特性，提高薄膜材料的非线性各向异向指数(提高~20倍)。同时，样品的非线性吸收系数被提高近1-2个数量级。相关实验结果发表在Applied Physics Letters 96, 260103(2010)上。