随着信息处理技术的飞速发展,人们致力于追求集成化、微型化及精密化的新一代器件。太赫兹波具有良好的光谱指纹性、穿透性和低能耗性等独特的特性,以至于利用这些性质设计高性能太赫兹器件广泛应用于各个领域。但由于光场受限阻碍了太赫兹器件的快速发展。近年来,微纳米结构阵列化结合双曲超材料特异性功能极大地提高了光与物质之间的相互作用,能够抑制辐射损耗和大范围光场增强。而外界环境折射率变化对光场影响十分敏感,因此利用这些特性设计高性能折射率传感器提供一个理想的新思路。本文主要研究基于微纳米结构的高性能折射率传感器,首先从理论上设计金属-电介质-金属纳米柱阵列和交叉领结形石墨烯阵列以及双曲超材料结构。然后采用时域有限差分法（FDTD）和严格耦合波法（RCWA）模拟结构几何参数对光谱的影响,通过优化参数探讨传感器折射率传感特性,包括灵敏度、品质因数（FOM）和品质因子（Q值）,本文主要研究内容如下:1、提出了一种基于金属-电介质-金属纳米柱阵列结构的新型表面晶格共振（SLRs）,从理论上阐明了该SLRs的形成归因于面内偶极子和面外四偶极子之间的共振耦合。研究发现,在越不对称的电介质环境中,该SLRs的Q值越高:在空气/玻璃这一非对称电介质环境中,直入射和斜入射激励的SLRs分别具有高达62和147的Q值。这一特性与传统的SLRs完全相反,为SLRs的传感应用打开了局面。基于该SLRs的传感灵敏度为316nm/RIU,FOM高达25RIU^-1。2、提出了一种交叉领结形石墨烯阵列结构等离子体折射率传感器,利用石墨烯与电介质交界面产生的表面等离子体效应,获得双共振透射谷,研究该结构中石墨烯的化学势、层数及几何参数对透射谱的影响,利用石墨烯的电可调特性来实现透射谱的动态调制。结果表明两个等离子体共振模式的折射率灵敏度分别为1280±24nm/RIU和2800±49nm/RIU,FOM分别为17.1RIU^-1和12.3RIU^-1。3、提出了一种基于双曲超材料的太赫兹折射率传感器,通过远场和近场分布揭示双曲超材料多层膜的物理本质。仿真结果表明:在TM偏振的直入射下该结构的反射谱出现超窄的共振谷,其Q值高达516,折射率灵敏度高达1.56THz/RIU,FOM高达355RIU^-1。此外,根据缩放尺寸比例定律,通过改变光栅的阵列周期和宽度,还可以调谐共振谷的频率。