随着环境、健康等问题愈发受到重视,人们对于传感检测技术的要求渐高。而石墨烯作为一种优良的二维材料,受到了研究人员的关注,并深入研究了其在各方面的应用。本论文即研究基于石墨烯表面等离子体共振的传感机制仿真研究,具体如下:首先,介绍了石墨烯表面等离子体传感器的研究现状、石墨烯相关的基础理论、基于表面等离子体共振(SPR)传感的理论基础与性能衡量指标。从仿真模拟角度,介绍了石墨烯在电磁仿真软件中的建模仿真问题。然后,研究了两种基于石墨烯的高灵敏度反射型传感结构。由单条带石墨烯和石墨烯层之间的耦合谐振产生的谐振波谷的传感性能,获得灵敏度高达8000nm/RIU。进一步,添加石墨烯条带,激发出具有双谐振波谷折射率传感结构,其灵敏度同样高达7800nm/RIU,其FOM高于单条带结构。还尝试研究双谐振波谷在同时检测两种物质方面的潜力。这两种结构的传感结构,都具有超高的灵敏度,且具有结构简单,工作范围可调的优点。接着,在简单介绍石墨烯波导的表面等离子体性质后,又提出了基于无限宽和超窄条带的两种具有更高品质因数的波导型传感结构。一方面,通过研究无限宽石墨烯波导型结构在传感方面的性能,获得灵敏度达2400nm/RIU,FOM达9.6。另一方面,提出基于超窄石墨烯条带波导与椭圆谐振腔之间耦合的传感结构。并研究了该结构应用于折射率传感的性能表现,优化参数得到的灵敏度高达2838.88nm/RIU和超高FOM=1013.88。当然,这两种传感结构都较简单,而且还可通过外加电压的方式调整传感频段和性能参数。总之,传统传感器的研究难点和创新点一般在于如何进一步提高性能表现,本论文在简单介绍和阐述了本领域的研究现状后,基于石墨烯独特的光电特性,研究并分析了反射型和波导型两类共四种不同传感结构。重点是其中具有高灵敏度和多检测潜能的双条带反射型折射率传感结构以及具有高品质因数的基于纳米石墨烯条带波导传感结构。不仅研究了从性能上提高传感的表现,还从多检测角度探索了基于石墨烯传感器的潜能。