CMOS图像传感器(CMOS Image Sensor，CIS)在空间光电探测领域获得了越来越广泛的应用。空间辐射环境作用于CIS可产生辐射损伤效应:电离总剂量效应、位移损伤、单粒子效应。目前，CIS电离总剂量效应的研究开展较多，而位移损伤研究开展相对较少，特别对于位移损伤导致的CIS热像素，还缺乏深入认识。然而，哈勃望远镜、美国中段探测试验卫星及NEOssat等卫星上都出现了空间位移损伤效应导致的CCD（Charge-Coupled Device，CCD）热像素，对卫星的光电探测性能产生了严重影响。因此，有必要针对位移损伤导致CIS热像素的规律与机理开展研究，从而可通过地面试验评估和预计CIS的空间环境适应性，并采取相应的应对措施，为CIS的空间应用提供科学依据与技术支撑。本文通过CIS的质子辐照试验及退火试验，研究了CMOS图像传感器在质子辐照下产生热像素的规律与机理。　　本文基于目前光电成像器件位移损伤的研究方法，建立了针对CIS热像素的测试方法:先通过辐照前后器件暗场图像的采集与处理，获得位移损伤导致热像素的总体规律，然后分析单个热像素的变化规律，通过统计获得整体效应规律的同时，也可深入分析局部的规律与机理。　　首先，针对CIS器件进行了3MeV和10MeV质子辐照实验。在实验过程中针对每种能量质子进行了多个注量点测试。实验结果表明3MeV质子产生的热像素数量大于10MeV质子，但是热像素亮度不如10MeV质子。而对于每种亮度的热像素，其数量都随着注量的提升呈线性增加。　　然后对辐照后的器件进行了变温测试，利用变温测试的结果进行了暗电流激活能的计算。激活能的结果表明，对于深亚微米的CMOS图像传感器，不存在电场增强效应。　　最后对CIS器件进行了等温退火和等时退火实验。等温退火实验表明，热像素数量随时间呈指数下降趋势，亮度越高的热像素退火越显著，且3MeV质子产生的热像素相对而言更容易退火。等时退火实验表明，热像素分别在80℃附近以及120℃之后有明显的退火。