本文提出自适应光学成像系统中哈特曼波前探测器电子倍增增益的自适应控制方法，以使哈特曼波前探测器保持较高的信噪比同时避免亮度过饱和。利用亮度接近哈特曼饱和值的光源作为被观测目标，探测到的光斑阵列中有一个最高亮度值Im，统计200帧～500帧中的Im，计算其相对统计帧数的均值I-m、Im相对I-m的均方差值σm; 设定理想最高亮度值I-ms比饱和亮度低3.0σm～3.2σm; 再将光斑的亮度最大值相对一帧阵列中的光斑数计算平均值记为Ia，实时监测Ia; 依据信号强度I与增益G的线性关系，事先测得哈特曼波前探测器的技术特征参数ka、km和理想最高亮度值I-ms，即可以由当前帧探测数据Ia和增益Ga计算得到所需调整的增益值Gms。

采用埋沟、三浌多晶硅、两次金属工仦,研制出正照 EMCCD器件。器件的像元尺寸 16 μm×16 μm。器件在-20℃下工作,读出频率 10 MHz,倍增增益可达 1000倍以上,探测灵敏度 5×10-4 lx。

由于增益水平的不同, 电子倍增电荷耦合器件图像所显现的图像内容不同, 且图像动态范围极窄、对比度低、图像整体偏暗或模糊发白。为了提高微光图像动态范围及对比度, 采用将不同增益水平的微光图像进行融合的算法, 即先获取两组同场景但增益不同的微光图像, 再对小波分解后的微光图像选择不同的融合规则, 最后通过小波变换实现图像融合, 得到了高质量的融合图像, 并取得了融合图像的信息熵、标准差、平均梯度等性能指标数据。结果表明, 该融合算法能使得融合后的图像同时包含低亮度景物和高亮度景物, 达到了增大微光图像的动态范围及对比度的目的, 有效改善了微光图像的质量。

针对 EMCCD——CCD97的应用，本文在分析其增益曲线特点和倍增时钟功耗的基础上，给出了 CCD97倍增时钟的驱动电路设计。该电路由隔离推挽电路和可调电源组成：隔离推挽电路产生倍增时钟的波形；可调电源可以调节倍增时钟的幅值，且调节精度随着幅值的增加而增加，可以部分抵消 CCD97倍增增益曲线的非线性。文章最后给出了驱动电路的输出波形以及 CCD97的倍增图像。结果表明所设计的驱动电路能够产生符合要求的倍增时钟，可以实现 CCD97的倍增成像和增益调整。