相比于传统贵金属等离激元,石墨烯等离激元由于其动态可调谐性、极强的近场局域性、低损耗等性质,被广泛应用于光电探测、光电调制和光学传感等领域。现有的基于石墨烯等离激元效应的传感器往往只有单一的谐振模式,无法满足分子多种指纹谱的检测需求。针对上述问题,本文通过设计石墨烯等离激元多谐振分子指纹检测器件结构,增强被测分子的振动指纹信号,从而实现对分子多种指纹谱的检测,为石墨烯等离激元效应在分子指纹检测中的研究提供一种理论指导。在中红外波段,利用纳米天线理论,研究了基于石墨烯纳米带等离激元的传感结构,可实现同时对多种分子指纹谱的检测,如蛋白质和脂质分子,该传感结构可以通过改变施加于不同石墨烯纳米带上的偏置电压,实现对不同谐振频率的独立调节。通过数值仿真,得出石墨烯的费米能级、结构的几何参数和入射角度对蛋白质和脂质分子指纹检测的影响规律,表明该结构能有效增强被测分子的多种振动指纹信号,增强因子达12000,检测极限为2 nm。为了克服石墨烯纳米带传感结构对入射波的极化依赖性,设计了一种石墨烯纳米盘等离激元传感结构,仿真结果表明石墨烯纳米盘结构在TM、TE极化下均能有效地检测多种分子的振动指纹谱。在太赫兹波段,研究了基于石墨烯SRR的多谐振传感结构,该结构不需要设计具有不同几何形状的结构单元就可以获得多谐振模式,可检测具有多种振动指纹谱的分子,如乳糖分子（振动指纹位于0.53 THz和1.37 THz处）。通过数值仿真,得出石墨烯的费米能级、结构的几何参数对于乳糖分子指纹检测的影响规律,仿真结果表明该结构可以增强乳糖分子的振动指纹信号,实现对分子多种振动指纹谱的检测。