红外探测具有很强的隐蔽性而且十分有效,主要被应用在军事领域。聚光微透镜阵列PIN探测器则在一定程度上大大提升了探测器的探测率和响应度,从而增强了探测器的性能,扩大了探测器的应用范围。微透镜阵列本身是一种微小型光学器件,具有聚光和成像两大作用,它体积小、重量轻而且易于集成。将聚光微透镜阵列与PIN探测器的红外焦平面集成,这种方法简单易行,效果卓著,已经成为提高探测器性能的研究热点。本论文的主要工作有:(1)详细分析了聚光微透镜阵列PIN探测器的原理,比较了微透镜阵列与PIN探测器红外焦平面集成前后的有效进光面积和光能利用率,从理论上分析了集成后探测器响应度和探测率的变化。(2)对比分析了不同孔径(圆形孔径和矩形孔径)形状的微透镜阵列的填充因子,并针对应用于1064nm波长的InP红外焦平面阵列设计了高填充因子的矩形孔径球面微透镜阵列。(3)采用了光刻热熔法和感应耦合等离子体刻蚀来制作微透镜阵列,设计优化了各环节的工艺参数,制定并优化了刻蚀程序。(4)为了在2英寸基片上获得高冠高、高填充因子的微透镜阵列,对厚胶光刻工艺和ICP深刻蚀工艺进行了细致地摸索,提出了二次匀胶、缩短显影时间、循环刻蚀等多种方法,分析了这些方法的优缺点。(5)测试了微透镜阵列的外形结构和光学性能,获得了其填充因子、高度均匀性信息和焦斑直径大小均匀性信息。最后,发现集成了微透镜阵列后,PIN探测器的光电流大小明显提高。这说明,本文研究制作的微透镜阵列具有很强的实用性,其聚能功能对红外焦平面阵列的性能提升具有显著作用。