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QWIP-LED器件是一种新型红外上转换器件，用于长波红外向近红外的频率上转换。它的提出是为了规避红外图像传感器制造方面的工艺和技术难点，以较高的MTF性能将长波红外景物图像转变成近红外图像，依托高性能商用CCD实现长波红外目标的高分辨率成像。QWIP-LED器件的制造基于成熟的GaAs工艺，制作过程中无需进行像元分割，无需制作大面阵电子学读出电路，工艺简单，成品率高，相对于传统红外焦平面器件更容易向大规模化发展。本课题对QWIP-LED器件光学效率进行了分析，广泛调研了能够用于提高其光学效率的方法，并提出了使用二维光子晶体厚膜（PCS）结构提高QWIP-LED光提取效率的方法。通过仿真计算，针对QWIP-LED的发光波长，对PCS结构进行了针对性优化设计，最终得到了一组能够使得QWIP-LED光提取效率提高为原来的2.32倍的PCS结构参数。本课题基于QWIP-LED器件的特点，研究一种新型红外成像探测系统。首先对基于QWIP-LED的红外成像探测技术系统方案进行了研究，最终确定了基于传统成像光学和电子倍增CCD(EMCCD)器件实现QWIP-LED红外成像系统近红外子系统的系统方案。相对于使用光纤传像束实现近红外光耦合，传统成像光学成本低、实现简单灵活。EMCCD的选择是基于QWIP-LED器件的光学效率较低、对其出射光成像属于微光成像范畴的现状。根据QWIP-LED成像特点，对长波红外成像光学系统和近红外成像光学系统的设计进行了分析并提出了设计指标要求。系统电子学方面，本课题设计了基于FPGA的EMCCD驱动电路，设计了14-bit量化精度的A/D转换电路；设计了基于FPGA+MAC+PHY架构的千兆以太网高速数据传输系统，设计了以UDP和IP协议为核心的千兆以太网上层模块，实现了最高250Mbps的上传速率。本文对成像探测系统进行了整体描述，并对主要的系统性能指标进行了理论分析。分别对光学系统和电子学系统进行了测试，光学系统性能良好，电子学系统工作稳定。对近红外成像系统进行了微光成像测试，结果显示，对微光靶标有较高的响应率和较好的成像效果；信噪比测试实验显示了电子学系统较高的信噪比指标，符合预期。由于QWIP-LED器件的研制未能如期完成，本课题暂时使用QWIP-LED电致发光样片进行了QWIP-LED成像测试，测试结果表明所设计的成像系统成像功能正常。本文还确定了NETD和MTF等系统性能指标的测试方案，为QWIP-LED到位后的系统测试做了充足的准备。