以CCD和CMOS为核心成像元件的光电成像系统,具有高灵敏度、高清晰度和长时间工作等特点被广泛地应用于安防、航空、航天、工业、农业等领域。然而,强光辐照会干扰器件对原目标信号准确、清晰地成像甚至其完全不能成像。当去除干扰源或其辐照特性发生改变时,器件输出图像将逐渐恢复或能够清晰成像,但光电成像系统在干扰光辐照时和辐照特性改变的一段时间里丧失了原本的成像功能。本文立足于此,以时间、程度、速度、稳定性作为失效与恢复特性的评价指标,研究分析激光辐照特性(功率、时间、位置)对成像器件输出图像的失效与恢复特性的影响。本课题选用华谷动力的WP-UF130M CMOS器件和大恒集团的CR-GEN0-M6400 CCD器件作为研究对象,用两种成像器件的高响应波段650nm的激光作为强辐射光源。具体研究内容如下:首先,分析两种面阵成像器件CCD和CMOS的基本结构,利用两种器件的硬损伤阈值与饱和阈值之间的量级差异设计并搭建阈值测量系统,得出两种器件的饱和情况相似;饱和面积扩展规律相同,均满足入瞳处的激光功率与饱和像元数的双对数呈近似线性关系;建立给定成像系统中不同位置处器件相关阈值估算的数学模型。然后,基于约翰逊准则,对常见的图像处理方法进行改进,建立本文的器件输出图像干扰质量评价新算法NFRANR(New-Full Reference and No Reference),并得到算法值NF。将干扰效果图分别按饱和面积比和NF值完成两级量化为4×7个不同的等级,根据量化结果对干扰图像进行干扰失效等级划分。在度量分析图像恢复质量时,通过量化分析去除激光辐照后的图像分别与干扰前、干扰时的图像和其不同时刻输出图像对应位置像素灰度变化,以及恢复稳定成像时的特征相似性FSIM(Feature Similarity Index)来衡量恢复效果。本文所使用的器件在去除干扰后恢复成像效果所需时间小于0.1s。最后,根据已建立的失效评估准则和恢复方法,分析辐照条件变化对器件失效与恢复特性的影响知:辐照功率影响最大,它与失效程度呈正相关,与恢复程度呈负相关;辐照时间并不影响程度,只会拉长恢复所需时间;辐照位置变化在像素分布尺度较小的方向上对稳定性的影响效果更显著。因此,研究分析激光辐照对面阵成像器件输出图像的失效与恢复研究具有极大的意义。一方面,从器件生产和使用端出发,可以提高光电成像系统的环境适应能力;另一方面,作为光电对抗领域的作战目标,能够为辐照干扰系统建设提供理论指导和设计方向。