亚波长结构器件已经越来越受到研究人员的广泛关注,因为当器件的尺寸为亚波长量级时,就会出现很多常规器件没有的新特性和新现象。太赫兹光谱因为其独特的特点,为大多数器件提供了一种高效、快捷的光谱分析方法,适用于多种传感领域,如生化识别、生产监控和环境监测等方面。利用亚波长结构的特性和太赫兹光谱的特点,可以设计出新型的亚波长传感器件。但是现在大多数亚波长传感器件还是不能很好地满足人们的需求,还需进一步的对亚波长传感器件进行一定的改善。本文利用COMSOL多物理场仿真,对亚波长金属狭缝光栅结构的反射特性进行了研究,根据计算结果绘制了共振光谱图和局域电场图,并分析了其传感特性。然而,金属狭缝光栅较低的灵敏度和低的光谱分辨率不能很好的满足人们的需求。为了提高金属狭缝光栅的基本传感性能,本文提出了改善的方案。传感器的核心设计准则是最大限度地实现光与被分析物的相互作用,从而实现超灵敏度和高分辨率传感。本文利用金属表面等离激元对环境的敏感性,结合亚波长金属光栅导模共振增强机制和腔模共振的强局域性,提出了亚波长金属耦合腔光栅。谐振腔共振与导模共振的相干耦合,产生高品质因数的类电磁诱导透明模,形成腔诱导太赫兹异常反射现象。系统的研究了亚波长金属耦合腔光栅的五种尺寸参数对其太赫兹共振光谱响应的影响,并得出了结论。亚波长金属耦合腔光栅表现出了高品质因子的类电磁诱导透明模和强的场局域性,这些特点对于生物化学样品的高灵敏度和高精度传感检测具有明显的优越性。本文提出了一种基于亚波长金属耦合腔光栅的高灵敏度且高传感优值的太赫兹传感器设计,分析了该结构在折射率传感探测方面的综合传感性能,计算了其相关的传感参数。采用亚波长矩形腔结构单元,设计了谐振腔级联耦合的金属亚波长光栅,增强了电磁场与分析物的相互作用能力,大大提升太赫兹波对分析物的感测能力,提高了亚波长金属光栅的传感灵敏度和光谱分辨率。通过数值计算结果表明,金属耦合腔光栅在太赫兹频段的传感灵敏度可以达到6-22 THz/RIU,品质优值高达55-103。相比于以往的太赫兹传感器件设计,本文提出的亚波长金属耦合腔光栅传感设计无论是在传感灵敏度上还是在传感优值上都有大大的提高。而且,亚波长金属耦合腔光栅传感器设计具有较宽的有效工作角,具有宽达50度工作角的太赫兹感测能力,可适应大孔径角太赫兹波束的传感操作。本文提出的亚波长金属耦合腔光栅传感器设计,有效地利用谐振腔与光栅导模共振的相干耦合作用,使探测光场限制在微米尺度的样品内,提高探测场与分析物作用强度,大幅度地提升了传感器的探测灵敏度和精确度,在面向传感检测领域的太赫兹传感器技术方面具有重要的应用前景。