光读出红外焦平面阵列通常以双材料效应作为探测机理，利用悬臂梁支撑的反射镜、光栅等结构的热机械运动实现读出光相位调制与红外探测。2006年法国Redshift公司推出一种基于热光效应的热相机模块，采用对称结构的膜系作为敏感元，利用膜系吸收红外辐射后温度改变引起α-Si薄膜折射率变化调制850nm近红外光相位，实现红外探测，但对称式结构设计限制了器件红外吸收效率提高。　　 本文以研究非晶硅、氮化硅薄膜特性为切入点，提高器件红外吸收效率为目标，提出一种采用非对称膜系作为敏感元的基于热光效应的红外焦平面阵列，器件在8-14μm波段，特别是8-10μm波段平均红外吸收效率显著提高。　　 通过光学分析与ZEMAX仿真，得到器件膜系结构＜HL＞230.1H＜LH＞216L，H，L分别表示α-Si和SiNx薄膜λ/4光学厚度，λ=808nm；器件性能参数如下：8-14μm波段平均红外吸收效率65.3％，热光灵敏度6.38％K-1，器件噪声等效温差0.168mK，系统噪声等效温差3.19K，热响应时间28.4ms。　　 采用一种NH3/N2O预处理方法，有效抑制了非晶硅厚膜沉积时产生气泡和薄膜崩裂的现象。提出一种结构侧壁保护工艺新方法，解决了XeF2气体释放过程中结构钻蚀问题，实现器件阵列的成功释放。进一步利用50nm SiO2薄膜作为刻蚀阻挡层的方法解决了器件阵列释放后衬底表面粗糙度大以及结构过刻和欠刻等问题。　　 最后实验测得器件热可调腔热光系数、热光灵敏度。通过对不同厚度热可调腔的膜系反射率特性测试实验，验证了理论分析的正确性。完成器件在加热的烙铁和晃动的人手辐射下热响应实验。