卡西米尔效应是一个涉及多学科的课题,大至宇宙学,小到纳米技术领域,都有对它的研究。卡西米尔效应有众多尚未解决的问题,其中之一是当所考虑的系统包含非均匀流体时,卡西米尔能量以及应力张量均表现出发散的现象,导致卡西米尔力反常地具有截止相关性。为了解决这一问题,本文针对非均匀介质中的卡西米尔效应进行了研究。我们将真空零点能密度表示成与格林函数有关的表达式,并通过非均匀介质中格林函数的渐近性质,得到了零点能密度的渐近展开式—柱核展开。进而,我们对不含边界、包含单一边界、以及包含多层边界的系统,分别考察了它们的柱核展开结果并与均匀介质情况下的结果进行了对比。上述分析清晰地展现了柱核展开式中各项的物理意义,并指出卡西米尔能量的发散源于介质非均匀性引起的截止相关项。这些截止相关项是介质内能以及表面势能的量子修正,与卡西米尔相互作用无关,应从卡西米尔能量中剔除。类似地,我们分析了应力张量的各个分量,并给出了描述卡西米尔相互作用的有效应力张量及其一般求解步骤。在研究系统总零点能时,我们用活塞模型取代腔模型,等效地消除了卡西米尔能量中的发散项。我们利用一阶微扰论来处理介质的非均匀性,通过模式求和的方法得到总零点能的柱核展开,再基于总零点能的微分求得卡西米尔力。结果显示,卡西米尔力截止无关,可以不依赖于介质微观结构而由宏观参数诸如介电常数以及磁导率给出。本文的研究解释了非均匀介质中卡西米尔能量以及应力张量发散的原因,分离出了有限的、描述卡西米尔相互作用的能量与应力张量,并给出了非均匀介质中卡西米尔力的一阶修正。