在相机研制过程中，电路参数的每次调整都伴随着对相机输出满阱的测试，参数调整繁复，满阱测试的次数过多。为获得最佳的满阱输出性能，对电路各项参数进行精确匹配，提高满阱测试的效率，设计了一套自动化满阱性能测试平台。研究了影响电荷耦合器件满阱性能的因素，建立了光子转移曲线模型，提出了一种光子转移曲线快速取点法，并讨论了模型和方法在满阱测试中的应用。搭建了包括光源系统、成像电路、和温度采集系统在内的测试平台，并完成了自动化流程的软硬件设计。将该测试平台应用于在研相机的测试，验证了平台构造和测试方法的正确性，测量精度优于±1.6%，满足科学级相机的研制使用要求。

针对在外场实现探测器损伤状态实时探测的需求，研发了光电探测器表面损伤状态偏振成像式探测系统。理论推导了“猫眼”目标回波偏振特性参数DP和回波偏振度DOP的表达式，利用MATLAB软件仿真绘制了表面粗糙度、回波偏振度以及偏振特性的关系曲线；设计了一套同时偏振成像光学系统，开展了671 nm连续激光对电荷耦合器件（CCD）表面损伤状态的实时探测外场实验，编制了基于MATLAB GUI的回波图像可视化实时采集系统，得到了回波图像强度、偏振特性以及光斑尺寸等信息；通过光学显微镜和白光干涉仪对探测器表面损伤处和未损伤处形貌图像分析，发现探测器损伤表面可见硅基底且粗糙度参数Sq值较大；结果表明，仿真结果与实验测试结果具有良好一致性。光电探测器被损伤后，其表面粗糙度增大，回波偏振特性参数DP减小，退偏特性明显，偏振度DOP减小。偏振成像技术可有效对光电探测器表面损伤状态进行实时探测，该研究提供了一种外场条件下实时探测的好方法。

设计了大尺寸输出节点和大尺寸放大器栅电容的CCD特殊输出结构，使输出节点总电容约为4.5×10^-13 F，对设计结构进行了工艺试验。对输出节点电容进行参数校准、结构优化、流片试验、测试验证。试验结果表明，优化设计后的CCD电压转换因子精确地达到了0.352 μV/e^-，满足了航天系统紫外线阵CCD满阱容量需达到1.0×10⁷ e^-/pixel量级，饱和输出幅度在3.5~4 V范围，CCD的电压转换因子在0.35 μV/e^-亚微伏水平（比传统CCD低1~2个数量级）的特殊输出结构要求。

在CCD成像电路的研发过程中，为了确保CCD达到最优的满阱性能，需要不断调整CCD驱动信号参数并进行满阱测试，该过程通常需要重复几十甚至上百次。通用的光子转移曲线法需要积分球等设备搭建平场光源，系统复杂，满阱测试效率较低。提出了一种满阱测试方法——LED点测试法，该方法通过光子转移曲线法获取系统增益后，仅通过搭建LED点光源配合普通民品镜头即可实现CCD满阱测试。基于载荷CCD成像电路，使用LED点测试法进行测试。结果表明，载荷CCD的满阱电子数可达817.013ke^-，误差不大于0.643%。针对LED点测试的同组数据采用传统满阱测试方法进行测试，对比结果表明，LED点测试法和传统测试方法相对光子转移曲线法的误差分别为0.039 7%和1.9%。LED点测试法可用作简易条件下快速测量CCD满阱的通用方法，能够提升CCD成像电路的研发效率。