紫外光子计数探测成像采用具备单光子检测能力的探测器,借助紫外镜头和转台等光学设备对目标场景内的紫外光信息进行高精度扫描采样,通过读出电路对采集到的光子信息进行预处理和数据输出,利用软件将输出数据进行数据处理后得到反映光信号强度的二维灰度值图像,再与可见光图像进行配准与融合,最终完成目标光源的精确定位。随着当代探测器性能的不断提升和图像信息处理技术的深入发展,对光子探测系统的探测精度、功能多样性和稳定性以及阵列规模等方面提出了越来越高的要求。本文基于高压电晕检测的工程应用需求,设计了一种电流模式下调节反偏电压的光子计数读出电路系统,可实现紫外光子计数探测与成像。由于文中所采用的4H-SiC雪崩光电二极管（Avalanche Photon Diodes,APD）阵列因工艺离散性等非理想因素存在雪崩击穿电压不均匀的现象,导致像素间增益不一致,因此需通过相应的偏压调节电路以弥补这一不足。在此基础上,本文设计完成了基于电流模式调节反偏电压的计数读出电路系统,该电路系统将偏置电流产生电路所产生的偏置电流依次提供给各像素电路,使APD探测器线阵工作于固定的相同偏置电流下,以此实现增益一致性调节。同时为减小偏置电流在传输过程中的偏差,设计了相应的偏置电流均匀传输电路。最终整个线阵电路在一系列时序信号的控制下有序完成光子检测与计数输出。在TSMC 0.35μm CMOS工艺下,采用Cadence软件平台完成电路的设计、版图绘制和仿真验证等工作,并最终完成流片和测试验证。读出电路系统的阵列规模为1×64线阵,芯片面积为1582μm×7396μm,单像素面积为100μm×551μm,仿真结果满足设计要求。根据芯片测试结果,读出电路系统各模块功能正常,可在10MHz的时钟频率下进行数据传输,最大帧频不超过17.4KHz,最大动态范围可达54d B,反偏电压调节范围至少可在0～3.5V范围内调节。同时根据对比测试表明,经过电流模式下的偏压调节后,APD探测器线阵的暗计数均匀性明显得到改善,在一帧内像素间平均暗计数的差值从调节前的几十可降低到个位数区间内。最终在芯片与成像系统的配合下实现了紫外光子计数探测成像。