激光具有方向性好、单色性好、亮度高、能量高等特点。利用这些特点，激光技术已普遍应用于工业、医学、生物等各个领域。尤其是在军事领域，其应用更为广泛。早在上世纪80年代，激光测距仪、激光雷达等追踪识别系统就已经开始装备于各国部队，并成为提升航空航天飞行器、水面舰艇、地面战车等武器装备战斗力的有力保障。近些年，随着激光技术的飞速发展，出现了各种大功率、高能量的激光设备，这也使得激光武器的角色从以往的目标识别、目标跟踪转变为对目标的直接打击与摧毁。针对各种激光武器威胁的日益增大，很多国家都在大力开展激光告警系统的研发。目前，激光告警系统正向着高定向精度、宽光谱、大视场、高灵敏度的方向发展。针对这种发展趋势，本文提出一种双材料微悬臂梁阵列激光告警技术。本课题的目的在于研究一种新型的激光告警技术。这种告警技术可以满足激光告警系统对探测波段宽、定向精度高、功耗小、体积小等要求。基于热致变形原理的微悬臂梁阵列理论上可对全光谱激光辐射进行响应，因此利用这一特性可以实现多光谱激光的探测。同时，通过配合柱面镜光学系统与双向正交线阵激光定向方法，在保证系统的告警视场与定向精度的前提下，大大减小了告警系统的体积，降低了功耗与数据处理的复杂度。本文对双材料微悬臂梁阵列激光告警技术的理论基础、算法构成、技术方案和系统实现等方面进行了深入的研究，搭建了基于上位机的激光告警实验系统。同时，在光学设计、硬件开发、热力学分析等方面开展了富有成效的研究工作，为双材料微悬臂梁阵列激光告警技术研究的进一步开展奠定了坚实的理论与实验基础。本文具体的研究工作主要包括：第一，对微悬臂梁阵列激光告警技术进行可行性分析，并对此技术进行深入的理论研究与实验验证。归纳总结了目前激光告警装置的工作方式、类型以及发展趋势。对微悬臂梁的结构、性能以及热-机械原理进行深入分析，推导出激光辐射下双材料微悬臂梁的热力学模型。在理论研究的基础上，根据微悬臂梁的热-机械特性以及激光辐射实验结果，在实验室现有条件下，搭建出基于面阵微悬臂梁阵列激光告警实验系统，并对入射激光的定向能力进行测试。第二，提出一种双向正交线阵的定向方法。通过柱面镜光学系统将入射光分解为子午与弧矢两个方向的分量，利用两个正交的探测器分别得到子午与弧矢方向上的角度数据，通过建立的数学模型便可以准确的计算出入射激光的俯仰角与水平角。在此基础上，设计出一套基于线阵CCD的实验装置来进行实验验证。实验表明：此方法对于视场内入射激光具有很好的定向能力，并且有效地提高了定向精度。第三，对柱面镜光学系统进行理论研究与结构设计。针对微悬臂梁单元的结构特点，应用矢量法对柱面镜光学系统的几何光学特性进行分析，通过光线追迹对适用于微悬臂梁的光学结构进行深入研究。使用ZEMAX光学软件对初始结构进行优化，设计出双片式柱面镜光学系统。仿真结果表明：此光学系统的视场可以达到20°，MTF值超过7lp/mm，波长范围1.064μm~3.8μm，完全符合基于微悬臂梁阵列激光告警系统的要求。第四，对现有微悬臂梁阵列的激光损坏阈值进行理论分析与实验测量。强激光作用微悬臂梁时，其功率密度（能量密度）过大会造成微悬臂梁的温度持续升高，从而导致微悬臂梁超过其弹性极限而发生损坏。针对这一情况，对微悬臂梁在强激光辐射下的热力学模型进行分析，并使用脉冲激光与连续激光分别对微悬臂梁进行损坏阈值实验，同时测量出微悬臂梁所能承受的最大功率密度（能量密度）。实验结果表明：微悬臂梁的能量阈值为160mJ/cm2。双材料微悬臂梁阵列激光告警技术是应用MEMS技术制作出的双材料微悬臂梁焦平面阵列（FPA），并结合光学读出的方式来对激光辐射进行探测识别，具有判断来袭激光的波长、入射方向等信息的能力。该技术满足了激光告警系统对大视场、多波长探测、高定向精度的要求。此外，由于此技术应用MEMS技术制作微悬臂梁阵列，因此探测系统的体积小、功耗低。