电荷耦合器件（Charge-Coupled Devices, CCD）广泛应用于航天光学遥感领域，是实现气象遥感、天文观测、对地成像等任务的核心器件。航天器运行的轨道处于天然空间辐射环境中，辐射环境中的带电粒子作用于CCD可导致累积辐射效应（电离总剂量效应、位移效应），将严重影响其在轨应用性能与运行寿命，因此，CCD的累积辐射效应与机理、模拟试验方法及加固技术多年来一直是国际上的研究热点。国外开展了大量相关研究，在辐射效应与机理、试验方法方面获得了许多重要结果，使器件加固与空间应用均达到了很高的水平。但是随着高灵敏度、大面阵、多光谱等新型CCD器件的发展，针对新结构、新工艺的辐射效应测试表征技术与辐射损伤机理研究仍存在不足之处，需要进一步的实验研究和理论分析来解决。国内近年来也越来越重视CCD等光电器件的辐射效应研究，但研究主要基于商用CCD器件，相关结果不足以支撑新型CCD器件的加固设计和工程应用评估。因此，本文针对国产工艺CCD开展了累积辐射效应与损伤机理研究。　　本文选用了典型的国产工艺CCD原型器件（相对于商用器件具有薄栅氧、SiO2-Si3N4复合栅、多相转移等特点，是制作高灵敏度、大面阵、多光谱CCD的基本结构）开展累积辐射效应与损伤机理研究。首先，基于CCD的主要性能性能参数、器件结构及工作原理，分析了表征CCD辐射损伤物理过程的关键参数，建立了辐射效应参数测试方法，搭建了参数测试系统。然后，采用60Co-γ射线源、质子加速器和中子反应堆等辐照源开展了CCD累积辐射效应地面模拟试验研究。进行了60Co-γ射线下不同辐照偏置、不同剂量率辐照试验，考察了辐照偏置和剂量率对参数退化的影响;进行了不同能量质子、中子辐照试验，考察了位移效应导致的参数退化情况，以及不同能量质子产生位移缺陷的差异。在试验研究的基础上，分析了CCD辐射效应主要表征参数对电离总剂量效应和位移效应的敏感性，获得了CCD敏感参数在不同辐照条件下的退化规律;结合CCD的结构、工艺，通过CCD基本单元的辐照试验与器件仿真，深入分析了CCD的电离总剂量、位移损伤机理。论文的主要研究结果如下:　　(1)暗信号和饱和输出电压是CCD电离总剂量效应敏感参数;暗信号、电荷转移效率和光谱响应是位移效应敏感参数，因此CCD电离总剂量效应和位移效应评估方法可以考察相应的敏感参数。　　(2)电离总剂量效应主要导致CCD光电转换区MOS结构场氧化物内氧化物陷阱电荷大量累积，产生场致耗尽层，影响CCD信号电荷包的分布，使表面暗信号增加;电离总剂量效应同时在MOS单管栅氧化物与Si界面处产生大量界面态，导致阈值电压正向漂移，输出电路中信号放大管放大倍数降低，CCD饱和输出电压下降。　　(3)位移效应主要在Si内产生体缺陷，体缺陷作为载流子产生中心，导致CCD体暗信号增加;电荷转移过程中体缺陷通过俘获-发射载流子，导致电荷转移效率下降。光电转换过程中体缺陷的存在使少数载流子寿命降低，减小其扩散长度，导致远离耗尽区产生的光生载流子收集效率降低，导致吸收深度较大的长波光响应下降，CCD光谱响应退化。　　通过论文研究，全面获得了国产工艺CCD的累积辐射效应参数退化规律，从单管、结构到电路深入分析了国产CCD的累积辐射效应损伤机理，分析了CCD光谱响应退化的物理机理，相关结果将为国产高灵敏度、大面阵、多光谱CCD的加固设计与空间应用评估供理论与数据依据。