随着现代农业的发展,为了保证农产品的质量,不同用途的农药被农业工作者们大量使用,亟需一种快速有效的农药残留检测方式。传统的农药残留检测方法需要专业人士的操作,费时费力。与之相比,太赫兹光谱检测技术具有操作方便、耗时短、成本低和对分析物质无损的特点。本文使用了太赫兹频域光谱检测技术对土壤和水基质中的农药敌百虫实现了定性识别与定量分析,并且通过所设计的超材料结构增强了太赫兹频域光谱的检测能力。论文的主要工作如下:（1）农药敌百虫的太赫兹吸收峰研究。采集了农药敌百虫的太赫兹吸收光谱,确定了敌百虫在太赫兹频段存在三个特征吸收峰。利用密度泛函理论,对敌百虫单分子进行了仿真计算,得到敌百虫分子的理论振动频率,与实验测得的太赫兹吸收光谱对比,解释了三个特征吸收峰的来源,确定了太赫兹频域光谱检测技术对敌百虫定性识别的可行性。（2）土壤和水基质中敌百虫的检测研究。采集了土壤和水基质中不同浓度敌百虫的光谱数据。利用偏最小二乘回归算法建立模型,将校正均方根误差、预测均方根误差和交叉验证均方根误差作为标准来判断模型准确性,实现了对土壤和水基质中敌百虫的定量分析和残留量预测,证实了太赫兹频域光谱检测技术结合化学计量学方法可以实现土壤和水基质中敌百虫的残留预测,为不同基质中农药残留检测提供了新的思路。（3）基于超材料的增强敌百虫检测研究。设计了由两个相同中心的双缺口环形谐振器组成的超材料器件,通过打破所设计超材料器件的对称性,激发出Fano谐振。所设计的超材料器件实现了对Fano谐振的透过率、位置和线宽的调制。使用具有最大Fo M值和相对较高Q因子的Fano谐振进行折射率检测,并且使用灵敏度最高的Fano谐振来进一步实现厚度检测。通过在结构上添加分析物敌百虫,研究了所设计超材料结构对敌百虫检测的增强作用。结果展示了可调制的Fano谐振在农药残留检测方面的潜力。