基于提出的光学读出非制冷红外成像系统,先后制作了不同单元尺寸的单层膜无基底焦平面阵列(FPA),获得了室温物体的热图像。分析发现,当FPA的单元尺寸从200μm逐渐减小到60μm时,基于恒温基底模型的理论响应与实验结果的偏差逐渐增大。通过有限元方法,模拟分析了不同尺寸的微梁单元在无基底FPA中的热学行为,发现了当单元尺寸逐渐减小时,恒温基底模型偏差逐渐增大的原因,即无基底FPA的支撑框架逐渐不满足恒温基底条件,受热辐射后,支撑框架的温升从基底上抬高了单元的温升。论文还分析了无基底FPA的红外成像性能。当单元尺寸为60μm时,其热探测灵敏度比传统的有基底FPA高一个数量级。