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紫外成像技术在空间探测、水面溢油探测、刑侦、水质检测等方面具有广阔的应用前景。由于探测目标对紫外波段辐射的反射率特性的差异,不同的应用场合所关注的紫外波段亦有所不同,这对于采用的探测系统的响应波段提出了多样化的要求。传统紫外探测系统采用的线列阵推扫技术因其积分时间较短,导致系统信噪比难以提升,不能很好满足紫外探测的需要。本课题设计并实现了以紫外增强型背照式面阵CCD为基础建立的多通道面阵凝视成像系统,对紫外探测系统的发展具有一定的借鉴意义。本课题在充分研究了CCD探测器的性能与工作方式的基础上,选用684×500元紫外增强型背照式面阵CCD探测器构建成像系统。成像系统采用凝视方法成像。系统以步进电机带动滤光轮组件,通过在滤光轮上安放不同波段的滤光片组,将不同滤光片移入光路中实现系统的多通道选择。由于面阵探测器成像时需传输的数据较多,且对于传输距离有一定的要求,课题以FPGA+物理层芯片的方式,实现了千兆以太网络的传输方案。课题完成了凝视成像系统的整体设计与实现,通过实验室与外场实验验证了系统的性能参数,并对系统仍存在的问题进行了总结,提出了下一步的改进方法。本课题研制的紫外BT-CCD凝视成像系统可工作在紫外与可见光等多个波段,通过上位机可以对波段进行实时选择。成像系统积分时间可在0.5 ms-3 s范围内自由调整,对于微弱的紫外信号探测也可获得较好的信噪比。课题的创新点总结如下:1采用背照式面阵CCD探测器构建凝视型成像系统。背照式探测器在紫外波段上具有更高的量子效率,有效的提高了成像系统在紫外波段的灵敏度。面阵型探测器使成像系统可以采用凝视的方法进行成像,对紫外等弱信号而言,可以提高系统的积分时间,获得更高的信噪比,提升系统灵敏度;2利用步进电机转动滤光轮实现了成像系统的多波段选择。课题采用的滤光轮上安装有四组不同波段的滤光片,通过将不同波段滤光片移入光路中,可以实现系统的多波段选择。由于探测目标对紫外波段辐射的反射率特性的差异,不同的应用场合所关注的紫外波段亦有所不同,具备多波段成像的系统在适用前景上更为广泛;3采用了更为高速的千兆以太网接口用于硬件与上位机的交互。千兆以太网接口相比于传统设计中采用的USB2.0接口,具有更高的传输速率,适用于高速的CCD探测器,可以获得更高的帧率。通过4对UTP5类线连接,最大传输距离可达100米,远高于USB接口约1米的传输距离,为成像系统使用的灵活性带来较大提升。