控制农产品中的农药残留,已成为关系人民生命健康的重要民生问题。如何快捷、有效、高灵敏地从农产品中检测农药残留,是保证生命健康和食品安全的重要研究课题。目前已有的检测技术方法存在检测步骤繁琐、检测时间长以及检测精度不高等不足。太赫兹光谱因具有穿透性、安全性以及指纹峰唯一等特征,在物质鉴别领域有独特优势。本文将数值研究和实验研究结合,研究了太赫兹超材料器件的设计,并分析了其性能和传感机理。在此基础上,开展了基于超材料传感器检测农药残留的研究。主要研究内容与结论如下:（1）超材料传感器设计的数值仿真研究。介绍了超材料结构的数值建模过程,探索了超材料结构参数对太赫兹波调制性能的影响规律。结果表明:外界微量物质的加入会引起超材料表面介电环境的改变;超表面引起的局域电场增强能通过谐振峰的变化（包括谐振峰的频率和品质因数的变化）,对外部介电环境的改变进行响应,进而显著提高目标物的检测灵敏度。（2）超材料传感器检测百菌清灵敏度的实验研究。设计和制备了用于百菌清农药检测的超材料传感器,实验研究了传感器性能。结果表明:随着百菌清浓度的增加,传感器的共振峰发生红移;该结果与仅利用特征指纹谱的检测方法相比,灵敏度提高了10~6倍,最低检测下限可达1 mg/L。（3）超材料传感器检测农药残留灵敏度影响因素的实验研究。设计了两种超材料传感器,利用传感器检测三种农药,研究超材料结构、检测物以及检测物体积等对灵敏度的影响规律。结果表明:对于低浓度分析物,检测物特征峰与超材料结构特征峰之间的匹配度,对检测灵敏度有决定性影响;对于高浓度分析物,超材料结构自身灵敏度对检测灵敏度有重要影响。在检测溶液时,滴加溶液的体积越大,频移的值就越大,检测灵敏度也就越高。检测物本身的介电常数值越高,检测灵敏度越低。