应用于空间的图像传感器在辐射影响下产生的热像素严重影响空间光电探测性能, 本文通过质子辐照试验研究了热像素的产生和变化规律。首先, 使用3 MeV和10 MeV两种能量的质子对图像传感器进行辐照, 分析不同能量、不同注量的质子辐照产生热像素的性质; 其次, 再对辐照后的器件进行退火试验, 分析热像素的退火规律。对于相同注量辐照, 3 MeV质子辐照下热像素产生率大约是10 MeV质子辐照下的2.3倍, 但是10 MeV质子辐照产生热像素的灰度值高于3 MeV质子; 辐照过程中热像素的数量都是随着注量的增加线性增加。退火过程中, 热像素数量都不断减少, 而3 MeV质子辐照产生的热像素相比于10 MeV质子, 退火更为显著。结果表明, 质子辐照下每个质子与器件之间的作用过程及产生缺陷的机制是相对独立的, 不同质子的作用过程之间没有相关性。不同能量的质子辐照产生缺陷的类型不同, 导致热像素具有不同特性。

我国于 2013年 7月发射的天基空间碎片探测技术科学试验卫星, 其在经过南大西洋异常区 (SAA)时, 所获取的图像数据出现异常。本文对星上 CCD相机分别在非 SAA区和 SAA区时所拍摄图像的噪声, 特别是其中的活像素点噪声和热像素点噪声的变化情况进行了统计分析, 并对 CCD相机的探测性能受 SAA影响程度进行了评估。结果表明, 在 SAA区所拍摄的图像噪声值较非 SAA区增加了 5个电子, 噪声中包含大量的活像素点和热像素点噪声, 由于热像素点的长期存在性, 对 CCD相机的探测性能产生永久性的损伤。