高性能焦平面成像探测器,是高效完成阵列化光电转换和图像信息生成的关键性功能器件。随着环境和目标情况的日趋复杂,对焦平面成像探测器提出了应具备多维多模微纳控光成像功能的需求,期望解决常规的基于光振幅测调成像显示能力不足的问题,以及解决数字图像信息处理难以快速甚至实时响应目标和迅变场景的缺陷,从而有效提高目标的可探测性。近些年的基础研究和技术发展表明,利用具有微纳米特征尺寸的阵列化电控液晶微镜,可有效实现成像光学系统进一步执行微纳控光,如典型的波前调测,从而显著提高基于微纳控光的成像探测和图像信息处理的能力。本文依据向列相液晶材料的特殊电光特性,提出了一种可与焦平面成像探测器直接耦合的面阵双模集成电控液晶微镜结构。通过嵌套孔阵和点阵电极,实现微镜的聚光和散光功能一体化的集成,以及协同聚光散光操控的控光效能提升,实现电场填充系数、焦斑尺寸以及焦距的电控调节。论文主要内容如下:以液晶弹性连续体理论为基础,开展了孔阵和点阵电极嵌套的电控液晶微镜（Hole-Dot-array electrode nesting liquid-crystal microlens array,HD-LCMLA）仿真研究,分别利用孔阵电极和点阵电极实现聚光和散光操作。通过开展双模集成液晶微镜结构的计算模拟与仿真,分析了液晶微腔中的电势分布和液晶分子在电场驱控下的指向矢分布,以及进一步的优化处理,研制了面阵双模集成电控液晶微镜原理样片,有效构建了孔阵和点阵电极匹配嵌套的液晶膜层空间驱控电场。在仿真单元电控液晶微镜结构基础上,开展了HD-LCMLA芯片的制作研究。利用耦合单层上极板图案电极与单层下极板平板电极,实现凹凸液晶微镜结构的共体成形,完成了HD-LCMLA原理芯片制备。所采用的主要工艺流程包括:激光直写、干法刻蚀和精细切片等。经过优化的面阵电控液晶微镜结构参数有:微孔直径100μm,中心电极直径4μm/8μm,单元结构间距140μm,阵列规模50×50元。在完成HD-LCMLA样片制作基础上,开展了常规光学性能测试与评估,实现了基于聚光散光协同的控光效能增强。所具备的主要功能有:（1）在以孔阵电极为主的聚光态下,通过点阵电极辅助孔阵电极,可实现更大范围的信号电压调谐与焦距扩展;（2）在以点阵电极为主的散光态下,通过孔阵电极辅助点阵电极,可实现发散微环形态优化;（3）验证了通过联合调节孔阵电极和点阵电极上所加载的独立信号电压,可明显提高双模集成液晶微镜的电场填充因子,以及点扩散函数的锐化或钝化（即:弥散）。所实现的典型性能参数有:驱控电压范围可扩展约50%,焦距范围可扩展约25%,光斑尺寸可减小约30%,电场填充系数可扩展约20%。所提出的HDLCMLA技术,为进一步发展高性能液晶微光学控光阵列奠定了基础。