电荷耦合器件（CCD）作为航天器成像系统中的核心元器件，遭受空间质子辐照损伤的问题备受关注，国内相关研究开展的较少，论文根据我国CCD辐射效应研究现状和存在的空白与不足，在国内率先开展了CCD不同能量质子辐照损伤实验，以及质子辐照损伤效应的数值模拟研究。结合辐照实验和数值模拟深入分析了CCD的辐照损伤机理。论文还开展了不同粒子辐照CCD损伤的异同性研究，以及CCD辐照损伤的预估方法研究。本论文的主要研究工作如下：开展了CCD不同能量质子辐照损伤的实验研究，分析了CCD质子辐照损伤规律。比较了不同能量质子辐照CCD导致敏感参数的退化程度以及导致功能失效时的累积辐照注量。通过粒子输运模拟计算，分析了CCD不同能量质子辐照损伤差异的原因。探索研究了低能质子与高能质子位移损伤的等效性，从而为拓展到空间辐射环境中宽广能谱范围内质子对CCD辐照损伤的预估提供了理论依据。开展了CCD质子辐照损伤效应的数值模拟方法研究，建立了线阵CCD的器件物理模型，设计了三相时序脉冲驱动电路模型，实现了CCD信号电荷的形成以及动态转移过程的数值模拟。建立了CCD质子辐照损伤效应模型，实现了CCD质子辐照损伤效应的数值模拟。从入射粒子在靶材料中的相互作用机制，能量沉积和诱发器件敏感参数的退化等方面分别比较了质子与中子、电子、和γ射线辐照CCD造成损伤的异同性。通过对比CCD质子、中子和γ辐照实验结果，确定了电荷转移效率是CCD质子位移损伤的辐照敏感参数。开展了CCD辐照损伤的预估方法研究，介绍了NIEL法、解析法、辐射输运法、稳态缺陷法等预估方法。提出了预估CCD辐照损伤效应的数值模拟法，该方法不仅能得到CCD辐照前后敏感参数的退化规律，而且有助于清晰的了解辐照损伤机理。通过本论文的研究，验证了CCD质子辐照实验方案和数值模拟方法，弄清了CCD质子辐照损伤机理，为CCD抗质子辐照加固和损伤效应预估技术研究提供了理论基础和实验技术支持。