毫米波与太赫兹频段的电磁波具有其他波长不具有的安全性、金属反射特性、非电离特性和非极性物质穿透性等,且其波长相对较短,可以实现更高的成像分辨率。因此,在毫米波与太赫兹波段进行成像系统的研究,这对军事勘测、医学成像、人体安检等领域都具有重要意义。在众多成像系统中,焦平面（FPA）成像无需额外机械扫描,具有便携、实时性强的特点,成为成像的主要方式。但是传统焦平面成像体积庞大、成本较高,难以实现实时成像,存在一些亟待解决的问题。近些年来,结构功能材料凭借人为调控所需特性的优势,应用到了各个领域。除此之外,微光机电系统（MOEMS）可以实现高集成、低成本、小体积的设计,也成为科研工作者关注的重点。本文将结构功能材料和MOEMS两门技术交叉融合,应用在成像系统关键部件焦平面芯片的研究上,具体研究成果如下:（1）对焦平面芯片的工作机理进行研究:从成像框架出发,研究整体结构和成像原理。接着从电磁吸收原理和悬臂探测原理两部分对焦平面进行分析。指出焦平面研究的重点是在超薄厚度下实现超高吸收,进而引起焦平面较大的机械应变。（2）对超薄厚度下的高吸收焦平面芯片进行研究:创新性地提出分离-倒置结构,解决了结构功能材料厚度的限制的问题,将焦平面芯片的有效厚度降低至两千分之波长的尺度。在94GHz和220GHz频段分别设计了一款FPA芯片。对于94GHz频段焦平面芯片,其电磁仿真结果在94GHz吸收率大于99%;热机械研究表明,FPA芯片单位温升下的热响应时间为1.14s,最大机械偏转量为1.17um。实测结果显示,其在94GHz吸收率为96.7%。对于220GHz焦平面仿真,结果在220GHz的吸收率大于99%,单位温升下的热响应时间为0.3s,最大机械偏量转为0.22um;受加工工艺限制,实测吸收频点偏移到226.3GHz处,吸收率为98%。（3）对基于氧化铟锡（ITO）薄膜的超薄高吸收焦平面芯片的研究:采用透光的氧化铟锡薄膜,利用该薄膜的高透光性和类金属性,可以实现高吸收和一侧可透光设计,解决了光学读出系统中可见光源入射的难题。除此之外,对第一版结构进行改进:打孔减小自重影响;优化拐角结构,减小加工难度;增加硅支撑框,提高结构机械性能。仿真结果表明基于ITO薄膜的94GHz焦平面芯片在94GHz频点处达到近乎完美地吸收。测试结果表明整体吸收频带向低频移动,完美吸收峰点偏移到92.04GHz,在设计94GHz频点吸收率约为90%。