红外探测器在军事、工业、医学、科学等方面有着广泛的应用。热释电探测器由于具有室温工作、无需制冷、宽波段响应、低能耗、低成本等优点而得到了广泛的应用。新型弛豫铁电单晶(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(PMNT)具有综合优异的热释电性能，具有研制高性能热释电探测器的潜在优势。本论文建立了基于PMNT单晶的热释电探测器物理模型，研究了高吸收率的吸收层、PMNT晶体在红外波段的光谱特性、低损伤薄片工艺、线列探测器和读出电路耦合互连工艺等难点问题，研制出高性能的单元和线列焦平面探测器，并对所研制的探测器进行了测试和分析。　　 在相关的热学和电学理论基础上建立起基于PMNT材料的热释电探测器的物理模型。根据探测器的物理模型，计算了室温下吸收特定波段的热敏探测器的探测率背景限，结果高于全波段吸收的热敏探测器的背景限。热时间常数与热导纳、入射辐射的调制频率有关。大面积(～10-6m2) PMNT探测器的热时间常数为几秒，小面积(～10-8m2) PMNT探测器的热时间常数为几十到几百毫秒。大面积探测器响应元纵向和空气之间的热导与响应元自身的横向热导相当，通过真空封装可以减小探测器和空气间的热导，提高探测器的响应率和探测率，同时探测器的热时间常数也会增大。对于大面积PMNT探测器，前置放大器工作在电压模式的电压响应率随频率增大而减小，频率较高时迅速衰减，响应元厚度为几十微米时，减薄厚度并不能有效提高电压响应率。噪声随频率增加而减小，在低频时的主要噪声是前置放大器等效输入电阻的热噪声。前置放大器工作在电流模式时电压响应率随频率增大而减小，大小和前置放大器有关，在较高频率时可以保持较大的电压响应率，响应速度优于电压模式，噪声会随频率先增大再减小，温度噪声对总噪声的贡献相对于其它噪声可忽略，其余噪声大小相当。对于大面积的PMNT探测器，探测器材料的介电常数越小，探测率和响应率越大，厚度越小探测率和响应率越大。小面积的探测器和环境之间的热导主要是响应元自身的横向热导，真空封装并不能有效的减小响应元和环境间的热导，需要在光敏区边界上刻蚀隔热槽来减小响应元的横向热导。小面积探测器可根据器件的物理模型用数值计算的方法来分析。计算结果表明小面积的PMNT热释电探测器前置放大器工作模式应当优选电流模式，电压响应率与前置放大器的反馈阻抗有关，介电常数越小，探测率和响应率越大，厚度越小探测率和响应率越大。　　 研究了PMNT热释电探测器的关键工艺。在不同的温度下制备出PMNT薄晶片，制备电极后测量了薄晶片的电学性能。厚PMNT材料的居里温度大于90℃，在居里温度以下，薄片的性能和工艺温度存在着关联性，实验结果表明制备PMNT薄晶片的工艺温度要控制在60℃以下，以避免材料退极化。机械减薄抛光工艺会破坏晶片表面的晶格，在表面形成一层晶格畸变区，结构类似于多晶体，在表面层诱发出大量的高密度的针状反向畴，性能接近于多晶体，表现为薄晶片性能的变化，减薄抛光后介电常数为减薄抛光前的3-4倍，介电损耗增大。XRD测试表明用氢氟酸缓冲液对PMNT薄晶片腐蚀可以降低抛光损伤。PMNT晶体的刻蚀速率为0.9μm/h，光刻胶掩蔽层刻蚀速率为0.6μm/h，PMNT晶体和光刻胶掩蔽层的刻蚀比为3∶2。用傅里叶变换红外光谱仪测量了PMNT晶体在红外波段的透射谱，在0.8μm-5.6μm波段范围内，透过率随波长增加而增大，在5.6μm处透过率达到峰值，接近70％，在5.6μm-10.5μm波段范围内，透过率迅速衰减，到10.5μm处透过率接近0，在10.5μm-15.0μm波段范围内透过率为0，测量结果表明采用PMNT晶体研制热释电探测器时需要制备在红外波段具有高吸收率的吸收层。　　 研究了热释电探测器吸收层。碳纳米管吸收层在红外波段的吸收率大于99％，具有体积热容小、传热快、物理化学性质稳定的优点，适用于大面积单元热释电探测器。采用热蒸发方法制备的铬镍吸收层在红外波段的吸收率大于90％，具有吸收率高、与线列探测器工艺相兼容等优点，所研制的铬镍吸收层可用于线列和面阵探测器。　　 研制了PMNT单元和线列探测器。室温下单元探测器在低频的电压响应率～104V/W，探测率～108cmHz1/2/W，实验结果和探测器物理模型计算结果相近。将线列探测器与读出电路耦合互连后，利用红外焦平面测试系统测量了PMNT焦平面探测器的性能，室温下探测器在低频的响应率～104V/W，探测率～107cmHz1/2/W。测试了单元和线列探测器在紫外—可见—红外波段范围内的光谱响应特性，在所测量的波段范围内探测器均存在响应，所研制的探测器可用于多波段探测。