金属纳米结构中的表面等离激元具有许多奇特的光学性质，如光场局域效应、透射增强、共振频率对周围环境敏感等，因而被广泛应用于纳米集成光学器件、癌症热疗、光学传感、增强光催化、太阳能电池以及表面增强拉曼光谱等。其中，利用表面等离激元设计与制作亚波长光学器件是一个崭新而迅速发展的研究方向。在一维金属纳米结构中，表面等离激元可以将光场限制在远小于光波长的横截面内，这一特性为光学芯片的高密度集成奠定了理论基础。
近年来，中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）徐红星研究组围绕基于金属纳米线的集成纳米光学芯片的原理开展了一系列原创性的研究工作，包括表面等离激元在纳米线中的角发射规律[Nano Lett. 9(12), 4383 (2009)]，纳米线等离激元与单分子和单量子点的相互作用 [Nano Lett. 9(5), 2049 (2009), Nano Lett. 9(12), 4168 (2009)]、基于纳米线网络构筑的全光路由器和信号分离器[Nano Lett. 10(5), 1950 (2010)]及逻辑回路 [Nano Lett. 11, 471(2011)]，以及证明了纳米光学逻辑单元的片上可集成性[Nat. Commun. 2, 387 doi: 10.1038/ncomms1388 (2011)]等。