太赫兹光谱由于其独特的性质,为现在许多器件提供了一种高效、方便、低成本的光谱分析方法,适用于多种传感领域如生物识别、食品安全监测、生产监控和环境监测等方面。然而,低灵敏度和生物分子与太赫兹波长之间的不匹配限制了太赫兹传感器的广泛使用。近年来,超材料生物传感器超材料具有以局部化增强的场为特征的间隙结构,对周围环境的介电特性具有很高的敏感性,为生物传感提供一个理想的平台。然而,目前许多超材料传感器都是测试非水溶液分析物,而且场与分析物之间并未实现完美的空间重叠,电磁能量利用未达到最大化,使得灵敏度仍然受到限制。本文针对上述问题,研究了基于带隙等离子体(Gap-plasmon)增强互作用的太赫兹微流传感器,利用微升量级的生物液体样本,实现高灵敏度的检测。下面就是本文的主要研究工作:(1)首先为了设计高灵敏度的传感器,我们查阅了许多相关文献资料,了解超材料的性质和不同超表面结构的谐振模式,如开口谐振环(SRR,split ring resonator)、吸波器、Electromagnetic Induced Transparency(EIT)、Fano谐振和四极谐振(Quadrupole resonance)等。同样的,调研了各种类型的太赫兹传感器,了解传感器结构设计方案和基本原理。(2)根据调研的数据,本文设计了一种基于Gap-plasmon增强互作用的太赫兹微流传感器。根据传感方式和通道位置的对比,最终方案确定为反射式微流传感,且微流通道与吸波体介质层完美重叠,从而使得电磁能量与分析物互作用增强,同时采用双环作为超表面单元结构,具有极化不敏感和双谐振的特性,且内外环电流形成了Trapped mode的分布特点,抑制辐射损耗,增强吸收作用。金属微结构和金属平面反射镜之间形成具有Gap等离子效应的微流通道,使吸波器腔体内和吸波器表面的电磁场谐振显著增强,其相比采用相同谐振单元的超表面结构具有更高的灵敏度、更强的吸收能力。(3)在现有方案基础上进行优化,通过刻蚀工艺形成介质环单元,周期介质环和金属阵列结构相结合,增大了强互作用区域,明显的提高了灵敏度。(4)根据查阅的资料和文献,我们首次构建了双波段吸收式微流传感器的等效电路模型,在提取了精确的电路参数后,从电路理论的角度对传感器进行了全面的分析。(5)我们使用一阶德拜理论模型去模拟不同浓度的牛血清白蛋白(BSA)溶液样本。最后经过微加工工艺得到实物,并且在太赫兹时域光谱仪(THz-TDS)上进行了光谱测试,实验结构和全波仿真结果基本一致,这说明该传感器具有非常良好的应用前景。