1、超材料是由周期性排列的亞波長單元陣列所構成的新型人工復合型電磁材料，具有自然界中常規(guī)材料所不具備的特殊電磁特性，如負折射率、負介電常數(shù)、反多普勒效應等。其中，諧振型超材料具有微納尺寸縫隙，可顯著增強局域電磁場強度，對周圍環(huán)境的介電特性變化特別敏感。因此，諧振型超材料可廣泛地應用于傳感探測領域。同時，太赫茲波的光子能量相對較低，能夠激發(fā)生物分子的集體震蕩模式，可增強對生物分子的探測的靈敏度;另外，大多數(shù)生物分子在太赫茲波段具有特定的指紋譜

2、，在識別和探測生物分子方面具有獨特的優(yōu)勢?；谏鲜鲈?，本文設計了兩種不同結構的太赫茲超材料傳感器，分別為基于互補型雙諧振和基于吸收器的多諧振的太赫茲超材料生物傳感器，并采用基于有限元方法的數(shù)值仿真軟件HFSS分別對兩種傳感器的靈敏度進行模擬計算和數(shù)值優(yōu)化分析。
　　本研究主要內容包括：⑴設計一種基于互補型雙諧振超太赫茲材料生物傳感器，其結構單元由圓環(huán)間隙構成。采用數(shù)值仿真軟件對傳感器的結構參數(shù)進行優(yōu)化，并對其表面電流和電場分布進

3、行模擬計算。表面電流和電場分布證明:雙諧振分別來源LC諧振和電偶極子諧振。在此基礎之上，分析了附著物的厚度和折射率對其傳感性能的影響，計算結果表明:該傳感器對附著物的折射率和厚度變化非常靈敏，其靈敏度遠大于單諧振型太赫茲超材料傳感器的靈敏度。⑵由于超材料吸收器的吸收峰具有非常窄的半波帶寬度(FWHM)，并對外界環(huán)境的變化具有較高的靈敏度，設計了一種基于吸收器的三諧振型太赫茲超材料生物傳感器，其結構單元由上下對稱的雙開口環(huán)構成。利用仿真軟