近几年来,太赫兹波的研究在世界各地越来越受关注,随着太赫兹辐射源的发展和对太赫兹波特性的探索,使其在生物医学、安全检查、传感、通信等方面都有非常大的应用价值;超材料是一种自然界不存在的人工复合材料,它的结构比较简单,设计很灵活,并且便于操控电磁波的传播。结合二者的优良特性,一系列的基于超材料的太赫兹功能器件随之出现,比如,传感器、滤波器、吸收器和调制器等。本文将主要研究基于超材料的高灵敏太赫兹生物传感器。(1)在传感器的设计之前,首先参阅相关文献,详细了解太赫兹波的特性以及超材料的基本理论,并对超材料的各种谐振特性进行了解与仿真验证,然后对基于超材料的各种功能器件进行了调研,重点调研了太赫兹超材料传感器的结构设计与理论分析方法。(2)在以前的研究基础上,本文分别设计了基于L型结构超材料的透射型和反射型的太赫兹生物传感器。此传感器的设计将超材料与微流控技术结合起来,形成微流通道,以便测试液体生物样品。通过CST 2013电磁仿真软件,对传感器结构进行优化和设计,通过观察其频谱图的变化,对其传感性能进行了评估。(3)本文也分别设计了基于开口圆环的透射型和反射型微流通道传感器,此种传感器对电磁波电场极化方向不敏感,同样使用CST2013对其结构进行设计和传感性能分析,通过使用介电常数较小的聚乙烯作为传感器盖层和衬底,并通过合理的结构参数优化,使其传感灵敏度得到提升。(4)长时间的理论探索和仿真验证之后,通过光刻、镀膜和剥离过程对部分仿真微结构进行了加工,然后使用太赫兹时域光谱仪TPS 3000对加工结构进行了测试,并且与仿真结果进行了对比,对实验结果进行了总结,并提出了建议。