针对自由空间和波导传输太赫兹辐射功率兼容测试的需求，开展了光敏面直径为10 mm的多功能太赫兹热释电探测器的相关研究。通过有限元分析及热电耦合仿真设计，建立了敏感元件由100 m 厚的钽酸锂（LiTaO3）晶片和碳纳米管吸收层组成的太赫兹热释电探测器模型；采用优化的精确减薄抛光和剥离等关键工艺，重点攻克了采用大晶片多阵列方式制作LiTaO3基太赫兹热释电探测器敏感元件的工艺难题，并完成了太赫兹热释电探测器的研制。在设定条件下，该探测器的响应度为371.8 V/W，噪声等效功率为0.34 nW/Hz1/2。实验结果表明，设计并制作的太赫兹热释电探测器的集成度高、响应度良好、噪声等效功率低，能够有效解决大光斑太赫兹光束功率测试问题。