受限于硅带隙的制约,硅基光电器件的响应波长限制在1100 nm以内,这制约了硅基光电器件在长波近红外波段的应用。近年出现的过饱和掺杂技术可通过在硅禁带中引入对应杂质中间带,由亚带隙光子跃迁来吸收波长大于1100 nm的光子,从而拓展了硅基光电器件的响应截止波长。目前制备过饱和掺杂硅的几种传统方法均为外部杂质源掺杂方式,存在掺入杂质分布不均匀和掺杂深度浅等问题。本文利用真空镀膜设备结合纳秒脉冲激光辐照的方法制备了钛过饱和掺杂硅薄膜,探究了多种制备工艺,以解决掺入杂质分布不均匀和掺杂深度浅等问题。对不同工艺制备的钛过饱和掺杂硅薄膜的光电特性进行了全面的研究,并探究了对应的微结构性质,以对纳秒脉冲激光与硅薄膜的物理作用机制进行深入揭示。最后,对钛过饱和掺杂硅材料在室温近红外探测器上的应用进行了研究。研究结果表明共蒸法制备的钛过饱和掺杂硅薄膜在波长大于1100 nm的近红外波段的光吸收有了显著提升,最高光吸收率达85.9%,相比多晶硅衬底提升了近60%。钛杂质在钛过饱和掺杂硅薄膜中表现为n型施主杂质,薄层电阻由万欧级别下降到了百欧级别,霍尔迁移率达到了～80 cm~2·V-1s-1,薄膜的电输运性能相比未进行纳秒脉冲激光辐照时有了很大改善。同时,共蒸法制备的钛过饱和掺杂硅薄膜样品中钛杂质分布最均匀。薄膜表面形成了很多富含钛杂质的锥体结构,锥体结构在薄膜上的分布密度越大,样品的长波近红外光吸收率越高。纳秒脉冲激光能量大于薄膜熔融能量阈值且小于薄膜烧蚀能量阈值时,纳秒脉冲激光与薄膜相互作用以熔融结晶过程为主,制备薄膜的结晶层较厚;当纳秒脉冲激光能量大于薄膜烧蚀能量阈值时,纳秒脉冲激光与薄膜相互作用以烧蚀气化过程为主,制备薄膜的结晶层较薄。在材料研究基础上,利用钛过饱和掺杂硅技术制备了室温近红外探测器,测试结果表明在大于1200 nm的近红外光波段产生了纳安级可探测的近红外光电流,证实了钛过饱和掺杂硅薄膜在1200 nm以上的长波近红外探测上具有应用潜力。