本发明提供了一种用于增强红外光谱探测的石墨烯等离激元器件，包括：自下而上依次设置的衬底、电介质层、石墨烯层、源极与漏极金属层，以及待检测物质；其中，衬底同时作为栅极，电介质层沉积在衬底上，石墨烯层覆盖于电介质层之上，源极与漏极金属层沉积在石墨烯层上，源极与漏极金属层由石墨烯导通，衬底与石墨烯层之间夹着电介质层；源极与漏极金属层之间的石墨烯层的局部区域具有周期性微纳米结构；周期性微纳米结构包含多个连续纵剖面为台阶状的结构，待测材料层设置以覆盖台阶状的结构；电介质层的材料选自：NaCl，KBr，CsI，CsBr，MgF2，CaF2，BaF2，LiF，AgBr，AgCl，ZnS，ZnSe，KRS‑5，AMTIR1‑6，Diamond，SiO2。