高速PLIF探测系统可对微弱荧光信号进行快速、有效探测,是高速PLIF成像诊断仪的重要组成部分。探测系统多由像增强器与高速相机组成;然而,受制于仪器接口数据传输速率的限制,目前的探测系统多将采集图片存储在高速相机内存中,然后通过第三方软件手动导出,较为繁琐。由于数据量巨大,相机内存的限制使高速PLIF系统不能长时间连续工作。本文从高帧频、高灵敏度、连续性的角度出发,主要对高速PLIF探测系统的控制与测试技术进行了研究。设计了高速PLIF探测系统的结构,对探测系统关键器件像增强器的工作原理与噪声特性进行了介绍,推导了其电流增益表达式,同时,分析了CMOS高速相机的噪声特性;利用线性系统信噪比级联理论结合系统硬件组成推导了系统的噪声因子表达式,理论计算表明,系统噪声因子随着像增强器增益电压的增加而减小。考虑PLIF系统实际运用背景,设计了两种不同的系统工作模式:重频模式、脉冲串模式。根据不同工作模式进行了探测系统硬件搭建,完成了基于Lab VIEW的高性能控制软件开发,可保证系统长时间连续工作,主要突破了高精度时序控制技术,时序脉冲控制精度达到ps量级;高速动态图片数据采集、存储与读出技术,读写速度超过500M/s。对探测系统进行噪声测试研究发现,高速CMOS相机在100Hz及以上帧频工作时,产生的暗电流噪声与1/f噪声可忽略不计;像增强器的增益电压超过800V时,其产生的暗电流噪声呈指数增长。系统重频工作模式(500-1000Hz)下,利用高精度、高线性度光电探测器对用于测试的激光光源进行了功率抖动修正,给出了探测系统信噪比的测试方法,实验结果表明,MCP未达到自饱和状态时,系统的信噪比随着MCP两端电压的增加呈指数增长。同时,利用532nm半波片、偏振片与高精度旋转平台,对系统光功率响应特性进行了测试,测试结果表明,在MCP未达到自饱和状态时,系统光功率响应线性度较好,当MCP两端电压为769.1V时,系统光功率响应的动态范围在9n W左右,可探测最小光功率3n W~4n W。