太赫兹波是频率为0.1~10 THz,波长30μm~3 mm的电磁波,具有穿透性、宽带性、惧水性、低能性及光谱识别等优点,在安全监测、生物医疗、爆炸物探测、频谱分析等民用领域以及航天-航空飞行器无损检测、军用通讯等军事领域有着广阔的发展前景。太赫兹技术受到各国高度重视,被美国、日本等发达国家视为未来世界发展最重要的技术。近20年来,随着太赫兹技术的高速发展,人们对于探测技术及探测器性能的要求也越来越高,为满足此要求,开展室温太赫兹探测器及其测试验证成像的研究十分必要。本论文以太赫兹微测辐射热计探测单元结构优化、太赫兹微测辐射热计光学与力学仿真、太赫兹波吸收增强、太赫兹探测单元及探测阵列测试、太赫兹波探测成像验证等为主要研究内容,突破了太赫兹波的增强吸收、太赫兹探测单元及探测器测试、太赫兹成像验证等关键技术,采用MEMS工艺制备了基于氧化钒(VOX)微测辐射热计太赫兹波探测阵列,通过金属杜瓦真空封装制作了320×240室温太赫兹探测器,搭建了相关测试系统,并研制了室温太赫兹波探测成像系统,验证了室温太赫兹波探测的可行性。本论文的主要研究成果如下:1.建立了太赫兹微测辐射热计光学、金属吸收以及力学性能的机理模型,进行了光学、金属吸收和力学的仿真。光学仿真采用光学导纳法,仿真结果表明谐振腔高度显著影响太赫兹波吸收,增加光学谐振腔高度可以提高太赫兹辐射吸收率;金属吸收仿真采用空气/金属膜/支撑层/空气结构模型,仿真结果表明金属薄膜电导率和厚度决定着金属薄膜对太赫兹波的吸收率,对选定的金属薄膜可通过优化其厚度来获得最大太赫兹波吸收率。力学仿真采用IntelliSuite软件进行有限元分析,基于实验设计(DOE)正交法,研究了残余应力对微桥形变的影响,力学仿真结果表明,在支撑层、钝化层、电极层、热敏层、吸收层应力分别为+200 MPa、+200MPa、+200MPa、0MPa、-400MPa的最佳应力组合时,可获得微桥单元最小形变0.0385μm,相关仿真为器件制备提供了可靠的依据。2.针对传统的微测辐射热计对太赫兹波吸收率低等问题,在微桥结构顶层设计了NiCr薄膜作为太赫兹辐射吸收层,增强了微测辐射热计对太赫兹波的吸收,同时采用反应离子刻蚀技术,对吸收薄膜NiCr进行减薄的同时增大其比表面积,进一步增强太赫兹波吸收;发明了一种高谐振腔微桥结构的制备方法,增加太赫兹微桥单元谐振腔高度,增强探测单元在太赫兹波段附近的吸收。3.制备了微测辐射热计探测单元,完成了基于微测辐射热计太赫兹探测器封装,制作出了320×240阵列室温太赫兹探测器。4.对太赫兹微测辐射热计单元以及器件测试方法和原理进行了研究,采用高功率太赫兹激光器作为辐射源,搭建了太赫兹探测单元以及太赫兹探测器测试系统,测试结果表明,探测单元噪声等效功率(NEP)优于140.98pW/Hz1/2,平均响应时间达到4.96ms。对封装完成的太赫兹器件进行性能测试,器件RMS噪声为615μV,NEP为144.3pW/Hz1/2。5.研制了320×240室温太赫兹焦平面探测成像验证系统,系统由太赫兹辐射源、光学系统以及探测系统组成。设计了FPGA单片集成的探测系统硬件架构,能够实时成像。针对微测辐射热计太赫兹图像特点,提出了一种基于牛顿插值的盲元算法,能有效地恢复图像在盲元点的细节信息;通过对比传统图像增强算法的优缺点,提出一种基于权值分配的图像增强方法,克服了由于目标图像动态范围变化而导致拉伸畸变的问题。对信封中的回形针、纸币中的水印、树叶的含水量等的透射式成像,验证了太赫兹成像的可行性,为太赫兹技术的实际应用打下了坚实的基础。