人工电磁材料是一种有着自然材料所不具备的超常物理性质的人造复合结构或复合材料。它将人造结构单元以一种特定的方法排列,以形成具有特殊电磁特性的人工结构材料。人工电磁材料也被称作为超材料,拥有自然界原有材料所没有的全新物理性质。人工电磁材料表面结构有一个独特的优点,它能够根据结构尺寸在任何频率上支持共振,并且这些共振响应会根据它们的表面有效折射率的变化产生效应,因此人工电磁材料可以非常广泛地应用于超透镜、慢光效应、电磁隐身、亚波长分辨率成像以及空间通信及探测技术。本论文通过对人工电磁材料的一系列参数进行调控,使得其电磁效应可调谐,并对所产生的电磁效应进行系统的研究分析,设计了一种新型的基于人工结构电磁材料的微流控集成传感器MAIM(metamaterial absorber integrated microfluidic),该传感器能够通过将分析物的折射率(RI)变化转换为输出光谱中的共振峰的频移来检测液体分析物,并在太赫兹波长范围内进行验证。本论文的主要内容包括:(1)综述人工结构电磁材料国内和国外的发展近况,以及与人工电磁材料相结合的微流技术光学传感器的研究发展;(2)介绍太赫兹频域人工电磁材料的发展近况与研究前景,介绍分析与设计人工结构电磁材料模型的方法以及人工电磁材料的制备;(3)对人工电磁超材料产生吸波现象的表面等离子体激元进行深入分析,且依据表面等离子激元的吸波现象提出一种在太赫兹波段的十字型微结构,与聚二甲基硅氧烷微流沟道相结合并探讨其传感特性;(4)深入研究上述结构,本论文利用有限元仿真软件CST微波工作室频域求解器不断优化结构尺寸,确定传感器单元结构周期85μm,十字型金属微结构臂长80μm,臂宽10μm。通过模拟分析物参数探讨该十字型太赫兹微结构的传感特性。仿真结果表明:该十字型微结构在特定的频段下对电磁波具有良好的吸收性能,在电磁波频率1.24 THz处电磁波吸收率达到100%;该微结构与聚二甲基硅氧烷微流沟道集成后,电磁传输特性图峰值对应的频率随着组成沟道的材料以及分析物的参数变化而产生明显的的蓝移或红移。最后利用磁控溅射镀膜技术、光刻以及刻蚀技术制备出样品。该传感器利用分析物折射率变化进行传感的特点可用于某些生物化学领域,是一种很有前途的高灵敏度光学传感器。