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。

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。

基于远紫外（FUV）成像光谱仪对所用光子计数成像探测器高计数率、高空间分辨率的要求，研制出使用感应电荷位置灵敏阳极的FUV波段二维光子计数成像探测器原理样机，该探测器主要由工作在脉冲计数模式下的微通道板（MCP）堆、楔条形（WSA）感应位敏阳极及相关的模拟和数据处理电路组成。感应电荷WSA阳极探测器的分辨率主要由前端模拟电路的信噪比决定，而信噪比与整形放大器的整形时间有关，整形时间越长，信噪比越高，模拟电路的输出计数率越低。测量了整形时间分别为0.25、0.5、1、2、4 μs条件下探测器的分辨率及计数率，测量结果表明探测器的分辨率为3~9 lp/mm，最高计数率为11~105 kcounts/s，只有0.5 μs整形时间放大器能满足FUV成像光谱仪对分辨率和最高计数率的要求。

基于CE-3极紫外(EUV)相机最高工作温度为70 ℃的要求，对EUV相机的微通道板(MCP)位置灵敏阳极光子计数成像探测器实验件在70 ℃时的性能进行了研究，该探测器主要由工作在脉冲计数模式下的MCP堆、楔条形感应电荷阳极及相关的模拟和数据处理电路组成。为了获得稳定的MCP堆电子增益及较小的暗计数率，对MCP堆进行了预处理，包括380 ℃条件下真空高温烘烤18 h，以及电子清刷100 μA·h，并测量了预处理前后暗计数率；测量了探测器工作在室温和70 ℃时的暗计数率、空间分辨率、增益，测量结果表明探测器的空间分辨率为5.66 lp/mm，与室温下空间分辨率相同，暗计数率虽然小于1 counts/(s·cm2)，但70 ℃暗计数率是室温的2~5倍；对探测器的使用寿命进行了初步分析。实验结果和分析表明探测器在空间分辨率、暗计数率、使用寿命等方面均满足EUV相机的要求。

研制了用于月基极紫外成像相机的二维极紫外位敏阳极光子计数成像探测器原型样机，该探测器系统主要由工作在脉冲计数模式下的微通道板堆、楔条形感应位敏阳极及相关的模拟和数据处理电路组成。设计和制备了周期为1.5 mm，有效直径为47 mm的三电极楔条形位敏阳极，研制了最高计数率为200 kHz的前端模拟和数字电路。测量了探测器的暗计数率、脉冲高度分布、增益、线性及空间分辨率等工作特性。测量结果表明，探测器的空间分辨率为7.13 lp/mm(即0.14 mm)，满足月基极紫外相机对空间分辨率的要求。

研制出了应用于月基极紫外成像仪的二维极紫外位置灵敏阳极光子计数成像探测器原形样机,该探测器主要由工作在脉冲计数模式下的微通道板堆、楔条形位置灵敏阳极及相关的模拟和数据处理电路组成。设计和制备了周期为1 mm,直径为30 mm的三电极楔条形位置灵敏阳极,研制了最高计数率为200 kHz的前端模拟和数字电路。测量了探测器的暗计数率、脉冲高度分布及空间分辨率等工作特性。测量结果表明,该探测器的空间分辨率为028 mm,满足月基极紫外成像仪对空间分辨率的要求。