随着科学技术的不断发展与进步,高灵敏度、宽带光响应的红外传感器被越来越多的应用到安全和医疗领域,在没有制冷设备的情况下,研究实现红外光的快速和高灵敏探测具有重要意义。本文研究了利用红外光辐照高品质因数（Quality Factor,Q）石英音叉（Quartz Tuning Fork,QTF）臂产生光声效应及热弹形变,通过压电效应将QTF产生的热形变转化为电信号,最后经过锁相放大器进行信号解调实现高灵敏度、低噪声的光声探测系统。为了增强音叉悬臂梁的光吸收及光热转换效率,提出了一种基于表面增强型QTF的宽带光学检测策略,并对系统响应度、响应时间等相关问题进行了分析研究:首先,对研究中所涉及的理论知识加以介绍,包括光声效应理论及光声信号产生机理;对QTF探测器光热致形变进行模拟仿真,确定影响QTF振动幅度的关键参数;采用ANSYS有限元分析软件对QTF的振动模态进行仿真分析,确定其在特定频率下的振动模式,仿真结果符合实际需求,能够且便于复现实际系统中QTF振动的本质过程,整体研究方案的正确性和可靠性得以验证。其次,研究了所研制探测器的短波红外响应:采用中心波长为1512 nm的垂直腔面发射激光器（VSCEL）作为测试光源,结合QTF搭建了基于光声效应及谐振探测器的近红外光探测系统。通过改变激光功率来研究QTF探测器的近红外响应,证明了在一定范围内激光功率与系统响应幅度、信噪比（Signal-noise Ratio,SNR）之间具备良好的线性关系。在QTF表面涂覆氧化石墨烯（Graphene Oxide,GO）和聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane,PDMS）涂层,用以提高光吸收和热机械转换效率。研究结果表明,与裸QTF相比,双涂层型QTF（PDMS+GO-QTF）在响应幅度和SNR上的最大增益因子分别为7.78和8.2,对应的1σ检测下限为0.29μW,等效噪声功率（Noise Equivalent Power,NEP）为1.15×10-8 W/（Hz）1/2。还研究了PDMS+GO-QTF探测器与频率相关的关键参数,得到最快响应时间为31.8 ms,最优脉冲响应度为85.760 V/mW。最后,研究了所研制探测器的宽光谱响应:采用中心波长为10.6μm的CO2激光器,结合PDMS+GO-QTF搭建了中红外光探测系统,且光探测灵敏度得到进一步的提升。通过对数据进行分析研究,得到系统的最优响应度为40.845 V/mW,1σ检测下限为0.056μW,对应的NEP为1.35×10-9 W/（Hz）1/2,响应时间为43.9 ms。与商用热电堆探测器相比,双涂层型QTF在中红外波段具有更高的响应度和更快的响应时间。