偏振成像探测技术为特殊环境下提高对目标的探测能力提供了新的成像手段。根据偏振信息收集方式以及观测成像场景的不同,常用的偏振探测方法主要有分时偏振探测、分振幅偏振探测、分孔径偏振探测和分焦平面偏振探测。分焦平面型偏振探测方法是将不同偏振方向的4个像素级亚波长金属光栅组成的微偏振片阵列集成到相机的像元上,实现偏振成像探测系统的微型化。该方法具有系统稳定、结构简单、体积小、偏振性能好、能够实时偏振成像等优点。但是受到像元尺寸以及光栅的周期、线宽和制备工艺等约束,其消光比以及偏振探测的准确度有待进一步提高。本文针对分焦平面型亚波长金属光栅的制备及偏振性能进行了研究,在模拟仿真上,建立了不同结构参数的金属光栅模型,对金属光栅不同周期、高度、线宽以及氧化层厚度的透过率和消光比进行了模拟仿真,研究了结构参数和氧化层厚度对偏振性能的影响。在光栅制备上,分别采用电子束光刻技术和激光干涉光刻技术对像素级亚波长金属光栅偏振片阵列制备进行了研究,提出了超透镜增强激光干涉光刻技术制备像素级光栅阵列的方法,研究了网栅结构的形成机理,分析了制备过程中曝光参数对结构尺寸和形貌的影响。在性能测试上,针对制备的像素偏振片阵列在可见光波段设计并搭建了偏振性能测试系统,为分焦平面型亚波长金属光栅阵列的偏振性能提供了测试方法,测试并分析了制备得到的不同光栅方向像素偏振片阵列的偏振性能。论文研究了亚波长金属光栅偏振片选择透过性机理,利用FDTD Solutions数值仿真软件建立了Al金属光栅模型,研究了Al金属光栅不同结构参数（周期、高度、线宽）以及氧化层厚度的偏振特性。在300-700 nm波长范围内,仿真了光栅不同周期（100/140/170/200 nm）和高度（50/100/150/200 nm）的透过率和消光比,发现周期越小,TM透过率越高,消光比越大。考虑制备工艺条件,本文将针对周期为170 nm的亚波长Al金属光栅阵列进行研究。在170 nm周期的基础上,对不同的光栅高度进行了研究,综合考虑TM透过率和消光比的趋势,确定光栅高度为150 nm。研究了纯Al光栅不同线宽（60-110 nm和110.6-125.7 nm）的TM、TE透过率和消光比,结果表明,线宽越宽,TM透过率越低,消光比越大。当相邻线宽的差值为3-7 nm时,其透过率和消光比发生了明显的变化。研究了光栅不同氧化层厚度（4-12 nm）的透过率和消光比,发现与纯Al光栅相比,表层被氧化的Al金属光栅的偏振性能下降,并且偏振性能与氧化层厚度成反比。采用电子束曝光与感应耦合等离子刻蚀技术相结合的方法,在石英基底上制备得到了像素级分焦平面型亚波长Al金属光栅阵列。光栅方向分别为0°、45°、90°和135°,像元尺寸为6.4μm×6.4μm。研究了电子束曝光过程中邻近效应对结构的影响,实验中采用剂量校正和图形尺寸补偿的方式有效地避免了邻近效应导致的光栅结构过曝、粘连以及曝光不足等问题。研究了电子束曝光剂量变化对光栅结构特征尺寸的影响,发现电子束曝光剂量改变10μC/cm2,Al金属光栅结构的线宽发生3-7 nm的变化。另外,提出了一种超透镜增强激光干涉光刻技术高效制备Si光栅的方法。研究了网栅结构的形成机理,以及双光束直接激光干涉光刻不同曝光剂量和干涉光强对比度对结构形貌和特征尺寸的影响,通过单次曝光制备得到了Pt纳米网光栅、Pt光栅以及Si光栅结构。采用双光束直接激光干涉光刻技术,利用掩膜版制备得到了分焦平面型0°、45°、90°和135°方向Si光栅结构,可以应用在THz偏振探测系统中。针对制备得到的像素级亚波长金属光栅阵列,在可见光波段设计并搭建了偏振性能测试系统。由于本文中所制备的分焦平面型金属光栅的像元尺寸较小,并且同时存在4个方向的像素级亚波长金属光栅阵列,所以需要对各个像素单元不同方向的光栅结构分别进行测试。文中介绍了测试系统的组成部分和测试方法,并且基于偏振性能测试系统搭建了Do LP和Ao P的测试光路系统。测试结果表明,经过起偏器起偏的入射光的线偏振性非常好,可以认为是完全线偏振光。应用搭建的系统对制备的光栅结构进行了测试,研究了氧化时间对消光比的影响,验证了仿真结果的正确性,分析了测试结果与仿真结果存在差异的原因。