本论文开展了针对中波和短波红外探测的非制冷红外焦平面阵列(FPA)技术的研究。该红外焦平面阵列利用了PN结的电压.温度效应,在恒定正向偏置电流情况下,随着环境温度的变化,PN结的结电压会产生近似线性的变化,结电压的变化率可视为恒定常数,基于这种机理,可以利用PN结实现温度的精确测量。　　论文第二章针对中波和短波红外探测的要求,首先研究了纳米金属薄层的红外吸收特性,阐述了金属薄膜材料的红外吸收机理,从电磁场和电磁波角度分析了多层介质结构对中、短波红外辐射的吸收理论,制备了多种纳米厚度的金属和金属化合物薄膜作为红外吸收层,包括Cr,W,Ti,Pt,Ni/Cr,Ni以及TiNX-SiNX等,并对其红外吸收特性进行了测试和分析。　　为进一步提高对中、短波红外辐射的吸收效率,论文第三章提出利用超材料吸收结构增强吸收红外辐射的设计思想。首先阐述了超材料结构吸收电磁波的机理,并设计了“十”字型和“口”字型超材料结构,对应这两种超材料分别设计了单层和双层结构,采用CST Studio软件对这两种超材料在中、短波波段的吸收率进行了模拟仿真,采用电子束直写技术制备出两种超材料结构,并对其在中、短波红外波段的吸收率进行了测试和分析。　　论文第四章研究了PN结FPA的设计方法,首先对PN结型红外焦平面阵列的理论进行了分析,并对三个影响PN结电压一温度系数的因素分别进行了讨论,包括偏置电流、串联PN结的个数以及系数Y,接着采用Sentaurus ISE软件对两种PN结内部的电流密度梯度分布进行了仿真分析,最后设计了四种不同结构的像元结构,并介绍了本设计中所采用的三种隔热设计。　　论文第五章研究了PN结FPA的制备技术,提出了一套基于SOI的PN结型非制冷红外焦平面阵列的制备工艺流程,对流片过程中出现的一些问题进行了分析讨论,包括PN结内部互联线在台阶处断裂、互联Pad处Co-Si过刻以及KOH对W吸收层的腐蚀等。