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AlGaN光电阴极是紫外像增强器的重要组成部分，广泛应用于太空技术、紫外预警和安全检测等领域。针对目前AlGaN光电阴极制备技术不成熟和量子效率低等问题，本文围绕AlGaN光电阴极的光电发射模型与AlGaN晶体性质、阴极材料结构设计与质量评价、阴极制备工艺以及性能评估等方面展开了研究，对推动日盲探测技术的发展具有促进意义。 针对Al组分对AlGaN光电阴极光电发射特性的影响，根据NEA光电阴极光电发射机理，分析了发射层Al组分与厚度对阴极光电发射性能的影响。构建了AlGaN晶体异质结模型，计算了AlGaN晶体的极化特性、散射特性以及晶体中内建电场强度，研究了AlGaN晶体异质结界面附近光电子的输运特性。通过第一性原理计算Cs原子在AlGaN光电阴极表面的吸附特性，建立了Cs原子在阴极表面的吸附模型，为优化阴极结构和制备工艺提供了理论指导。 鉴于内建电场对光电子向阴极表面输运的促进作用，提出发射层内自后界面到阴极表面Al组分以指数形式渐变的设计方法，探索设计了不同Al组分和厚度的AlGaN光电阴极材料结构，仿真出发射层结构中内建电场的强度。根据AlGaN晶体的光学性质，获得了阴极发射层中各AlGaN晶体层的Al组分及其相应的厚度，最终获得采用MOCVD技术生长的AlGaN光电阴极材料的生长结构。 对现有的NEA光电阴极制备与评估系统进行升级改造，使其具备激活和测试AlGaN光电阴极的能力。开展了AlGaN光电阴极材料清洗工艺的研究，获得了可以有效腐蚀GaN晶体以及清除阴极表面氧化物和C等污染物的化学清洗方法，分析了热清洗温度对AlGaN光电阴极材料及其光电发射性能的影响。研究了不同Cs/O交替条件下AlGaN光电阴极的激活光电流与光谱响应的变化，为制备高性能AlGaN光电阴极提供了实验基础。 由于阴极结构影响着AlGaN光电阴极的光电发射特性，对不同结构的AlGaN光电阴极的光电发射性能进行评估，证实了阴极表面的Al原子会降低Cs原子的吸附效率，并提出了改善阴极表面Cs吸附效率的方法，验证了发射层中变Al组分结构对AlGaN光电阴极性能的提高作用。使用改善后的化学与热清洗工艺制备的反射式AlGaN光电阴极的量子效率达到35.1％。研究了不同激活工艺条件下阴极的衰减特性，Cs-O-Cs方式激活的阴极具有最高的量子效率和稳定性，发现Cs原子脱附是阴极量子效率衰减的主要因素。最终制备出基于透射式变Al组分AlGaN光电阴极的紫外像增强器，峰值量子效率达到18.9％，分辨率为17.7 lp/mm以上。