本课题组设计制作了一种集成化的光学读出非制冷红外成像系统。这一系统利用双材料微悬臂梁阵列的热．机械响应原理来检测入射红外辐射，建立了基于非相干光空间滤波技术的高灵敏度光学读出系统来检测微悬臂梁阵列(FPA)的热致转角，并选择使用高信噪比的CCD面阵组件读出光学信号进行热像重建，对图像进行处理后实时显示。这一系统使用的改进设计的无硅基底FPA具有提高温升和变形放大的结构，配合缩小尺寸设计的光学读出装置和高信噪比的CCD面阵组件，可以稳定获得室温下人体的热图像。 本文中研究了该成像系统的灵敏度和噪声情况。与有基底FPA相比，无基底FPA消除了悬臂梁单元和硅基底之间约2μm的空气间隙，避免了高温度梯度引起的较大的空气热导。本文针对无基底FPA的这一特点，建立模型分析了无基底FPA像素单元热导和系统噪声值随气压变化的关系，以及其对系统成像性能的影响，并使用无基底FPA在不同真空度条件下对室温物体(人体)进行成像实验来验证模型分析。本文所得的实验结果与模型分析是相吻合的。这一分析和实验结果显示：系统噪声基本不随环境气压而变化，但环境气压对像素单元热导具有一定影响，具体表现为：无基底FPA的像素单元热导值在环境气压小于10<-1>Pa和大于10<2>Pa时分别达到最小值和最大值，但与传统有基底FPA相比，无基底FPA在常压下的热导减小了1000倍，因而其在空气中也可以获得室温物体的热像。本文使用单元尺寸为200×200μm和120x120μm的进行成像实验，在空气中和在不同真空度下都获得了室温物体(人体)的红外热像。这两种不同单元尺寸FPA成像结果的对比显示：通过优化FPA结构，缩小像素单元尺寸，可以提高温度分辨率和空间分辨率，加大红外成像系统的工作距离。 基于以上的工作，制作了可实际应用的便携式红外成像仪。通过优化FPA的结构参数和缩小FPA单元尺寸，该红外成像仪的温度分辨率和空间分辨率都已基本达到商用水平，因而本文工作中也对该红外成像仪进行了大量商品化研究和工程实践，针对不同尺寸的FPA优化设计了FPA的真空封装，通过采用折叠光路和优化结构设计使系统小型化，并提高系统的集成化和固化水平，已完成了原理样机的设计和制作，并进入产品样机的研发阶段。 文中将对以上工作进行详细论述。