微通道板（ Microchannel Plate，MCP）探测器具备单光子（粒子）灵敏的计数成像探测能力，以及多种类型的读出方式和构造及封装形式的选择。 MCP的特征结构决定其具有高空间分辨和快时间响应能力。快速多通道全并行数据处理电子学的应用，使 MCP光子探测器的空间和时间分辨性能得到显著提高，而借助于像增强器高真空封管工艺制程，结合多种光电阴极的选择，构造标准化封装组件及模块，以便于针对不同应用时的灵活配置及专门优化，将 MCP光子探测器拓展到多种学科领域应用，成为对多种微弱辐射物进行高空间分辨和时间分辨的计数成像探测的一个有效工具。

为实现极光光谱中远紫外波段N₂ LBH(140~180 nm)辐射成像探测的需求,采用远紫外光子计数成像探测器对其进行探测。探测器主要由CsI光电阴极、V形叠加微通道板堆、感应式楔条形位敏阳极等构成。首先构建远紫外波段辐射定标测量装置,其主要由真空室、真空位移台、标准传递探测器、远紫外掠入射单色仪、真空紫外光源、信号处理地检设备等组成;然后测试探测器的量子效率、分辨率、暗噪声、极限计数率等;最后分析测试数据。实测结果表明,探测器在工作波段的量子效率最高可达12.9%,空间分辨率为88.3 μm,暗计数率为0.87 counts/(s·cm ²),探测器系统计数率有效测试范围为0~350000 counts/s,能够满足探测极光的N₂ LBH辐射成像需求。

为提高某中波红外探测器的图像质量, 设计了基于FPGA的红外图像实时处理系统, 系统能够完成实时的非均匀性校正与盲元补偿处理。介绍了目前常用的非均匀性校正、盲元识别和补偿算法, 并结合实际工程需求采用多点法进行非均匀性校正以及8点平均法进行盲元补偿。在仿真实验成功的基础上, 基于FPGA平台构建了硬件平台。系统可以实现系数自定义更新, 可以手动或自动完成非均匀性较正系数计算, 以及实现盲元列表的自动更新操作。利用某国产中波红外探测器对处理系统进行了测试试验, 实验结果表明: 校正后图像非均匀性＜03%, 盲元率＜0001%。系统工作稳定、可靠, 图像处理满足实时性和精度要求。

研制一种用于热离子、紫外、X射线等多种目标源的成像探测器.该探测器输出为一张目标源的灰度图像，该图像的灰度等级及其分布对应目标源的强度分布，图像的灰度分布均匀性对应目标源的束流均匀性.以紫外光源作为目标源对探测器的性能参量进行实验测试，实验结果表明该探测器的空间分辨率优于120 μm，输出均匀性优于97%，输入输出正比性误差小于±4%.

光子计数成像探测器作为探测微弱光的重要手段, 由微通道板, 解码阳极以及后续的读出电路组成, 其中解码阳极的性能直接影响着探测器的成像质量。 作为一种电荷分割型阳极, Vernier阳极利用周期性的正弦电极区域替代了楔条形阳极(WSA)的线性电极, 可获得高的成像分辨率和大的电极活动区域。 根据Vernier阳极的设计原理对Vernier阳极进行了仿真和设计, 首先, 介绍了矢量形式的阳极解码, 确定了阳极设计参量为阳极周期长度, 电极振幅及电极波长; 其次, 分析了各阳极设计参量对探测器成像的影响, 利用Labview软件分别模拟了电子云, Vernier阳极板以及其相互作用成像情况, 确定了Vernier阳极周期长度与粗调波长之间的关系以及设计参数一定时, 成像达到最佳的电子云大小, 依照模拟结果和实际的加工条件, 设计和制备了周期为891 μm, 绝缘沟道为25 μm, 振幅为50 μm, 粗调数为5的九路Vernier阳极。

为了实现对目标的无扫描阵列激光三维成像并研究系统参数对三维成像距离分辨率的影响; 研制了8×8 pixel激光三维成像接收机。接收机采用线性模式APD阵列; 设计了模拟信号放大、阈值处理将回波光信号转换为数字信号后; 利用FPGA设计实现64通道高精度阵列计时系统; 实现了对目标的无扫描实时三维成像功能。首先对设计完成的三维成像接收机组成及成像原理进行了介绍; 对三维成像接收机中APD探测器阵列信号的模拟处理和数字处理流程和实现方式进行了说明。随后分别对三维成像的核心FPGA计时系统及探测器整体进行了电子学测试和实验测试。测试结果表明; FPGA计时子系统的时间分辨率优于140 ps; 三维成像系统整体距离分辨率在02 m左右。最后对分辨率的误差进行了分析; 结果表明; 激光回波强度波动是影响此接收机距离分辨率的最主要因素。

星载微光探测仪器可以在低照度条件下获取可见光至近红外谱段的云图及地面特征资料, 是监测夜间和晨昏时段低云大雾的最有效手段。本文介绍了星载微光探测原理; 综述了国内外星载微光探测仪器的发展历程, 对其卫星系统、仪器技术指标、成像关键技术、数据特点等做了详细论述; 最后总结了星载微光探测技术在低云大雾监测、城市灯光和火情监测、烟雾和尘埃监测等方面的应用, 它可为我国气象卫星发展相近载荷起到借鉴作用, 并完善和丰富我国现有的气象业务观测体系。

针对红外成像探测器单元响应不一致等因素导致的图像非均匀性条带问题, 提出了基于直方图加权和Savitzky-Golay拟合的非均匀性条带校正方法。首先, 计算每列的归一化直方图函数并将其作为权值对图像进行加权运算;然后, 利用Savitzky-Golay滤波器对加权后的图像列均值和列方差进行拟合, 并将结果带入校正公式, 通过可调参数的迭代完成校正。实验结果表明: 该方法能有效地去除非均匀性条带, 保留图像的光谱辐射信息和纹理细节, 各项评价指标均提高10%。