随着微光夜视技术的飞速发展,人们对微光成像器件和成像系统集成技术的研究越来越重视,并开展了相关领域的研究。为了解决CCD在低照度下成像信噪比难以提高的问题,先后产生了真空光电器件和全固态微光成像器件。而全固态微光成像器件EMCCD采用特有的“片上增益”技术,使其具备了高帧频、高量子效率、低等效读出噪声等优良特性,备受微光成像领域的青睐。而采用多抽头输出的EMCCD更是大大提升了读出速率、降低了等效读出噪声,很快运用到了大型地基望远镜的自适应光学系统等要求低照度高帧频的领域中。国内对于多抽头EMCCD相机的需求越来越大,但多抽头高速EMCCD相机的采购难度日益增加,有必要对高速多抽头EMCCD相机集成等相关技术进行研究。本文从E2V公司的多抽头CCD220的光电转换模型出发,通过信噪比分析出限制多抽头EMCCD相机性能的两个主要因素是固定图像噪声和暗电流噪声,故全文针对如何优化固定图像噪声和电流噪声展开。在优化固定图像噪声方面主要是采用非均匀性校正来降低固定图像噪声。文中首先对当前存在的非均匀性校正算法进行分析,最终选择两点校正+增益校正的非均匀性校正算法,为了满足CCD220相机实时校正的要求对该算法进行了FPGA硬件实现。在该算法的硬件实现过程,分别设计了图像数据解码模块、NOR Flash数据读写控制器模块、DDR3 SDRAM数据读写控制器模块、电子增益地址映射模块和图像非均匀校正模块。该算法经FPGA硬件实现后取得了良好的校正效果,使图像响应非均匀性从校正前的0.3277%,降低至校正后的0.2366%,并具有较好的鲁棒性,成功应用在2000fps的多抽头CCD220高速高灵敏度相机中。在优化暗电流噪声方面,基于E2V公司的CCD220,理论推算了其在MPP模式和非MPP模式下总的暗电流噪声,根据CCD220相机工作在2000fps,-38℃的工作条件,得出CCD220相机工作在MPP模式可获得较低暗电流噪声的结论。为了进一步探究暗电流噪声与工作模式的关系,以中电44所国产化CCD220探测器为测试对象,通过改变光敏区、存储区垂直驱动电压的幅值,得出CCD220探测的工作模式与垂直驱动电压的低电压幅值密切相关。并基于理论推算和实验测试得出一种探测器最佳工作点寻找的通用方法。