基于受激参量下转换过程产生光子的相关特性, 构建了一套无需制冷且只利用可见光探测器即可实现红外标准传递辐射测量的系统。首先详细描述了该红外标准传递辐射计系统的工作原理, 接着利用标准黑体拟合获取了该系统的定标系数, 由此得到红外标准传递辐射计温度与待测黑体响应值的关系, 最后通过与水浴黑体在相同温度点的响应值所反演获取的辐射温度作比较, 进一步评估和验证了该红外标准传递辐射计系统的不确定度。实验结果表明: 该红外标准传递辐射计测量水浴黑体辐亮度的联合不确定度为1.64%, 表明该红外标准传递辐射计可作为标准黑体到用户传感器的传递标准。

分别将光子晶体薄膜、红外隐身涂层和普通迷彩布作为待测样品贴在60 ℃热源上,并置于室外环境进行红外隐身实验。研究结果表明,太阳光对光子晶体薄膜8~14 μm波段隐身效果影响较小,在绝大部分角度范围内,对3~5 μm波段隐身效果影响也较小;墙壁和大气辐射对光子晶体薄膜3~5 μm和8~14 μm波段隐身效果影响都较小。光子晶体薄膜在中、远红外双波段隐身效果优于另外两种传统红外隐身材料。

为研究超高速碰撞2A12铝板产生的热辐射演化特征, 构建了超高速碰撞产生热辐射的测量系统。采用实验测量与理论计算相结合的方法, 得到了相近碰撞速度（约3 km/s)、不同弹丸入射角度（弹道与靶板平面的夹角)下的闪光辐射强度、闪光辐射温度、光谱辐射能量、辐射源面积及发光效率的演化过程。结果表明: 闪光辐射强度、闪光辐射温度及光谱辐射能量均呈现急剧上升后缓慢衰减的特征, 并且随着弹丸入射角度的增加而减小; 在闪光辐射温度达到峰值后辐射源面积继续上升; 弹丸入射角度越小发光效率越高, 实验中发光效率数量级为10-5。

介绍了黑体温度测量的溯源途径及方法, 分析了探测器绝对光谱响应、透镜透过率及面积效应等对黑体温度测量的影响, 试验测量结果表明黑体温度可以通过标准探测器进行量值传递并溯源。与传统溯源方法相比, 利用标准探测器进行量值传递测量精度可提升一个数量级, 达到0.8%的水平。

为实现对高速碰撞诱发的闪光辐射温度进行实验测量及误差分析, 建立了二级轻气炮加载系统及闪光辐射温度测量系统。采用聚碳酸酯弹丸分别以6 km/s、3.9 km/s的速度垂直撞击2A12铝靶, 利用瞬态光纤高温计采集闪光信号, 通过比色法计算不同碰撞条件下的闪光辐射强度及辐射温度。依据普朗克辐射定律计算了不同波长及温度条件下的闪光辐射强度理论值, 与实验测量结果相比较并进行了误差分析; 分别采用双色测温法的不同波长组合及四色测温法计算了闪光辐射温度及其平均温度, 通过计算标准差分析了波长的选取对闪光辐射温度的影响。结果表明: 与理论计算结果相比较, 实验测量得到的闪光辐射强度值偏低, 采用双色测温法计算闪光辐射温度时波长的选取对计算结果影响很大, 波长间隔越大计算结果误差越小(误差最小值实验No.1为68.25 K, 实验No.2为30.67 K); 四色测温法计算得到的闪光辐射温度与平均温度相近(误差实验No.1为72.88 K, 实验No.2为63.66 K), 因此采用比色法计算闪光辐射温度时应尽量选取大间隔波长或多个波长参与计算以降低误差。

对红外光学系统自身热辐射进行了评估方式、计算方法和实验测量研究。首先, 介绍并比较了两种自身热辐射的评估方式, 即有效发射率和等效黑体辐射温度; 其次, 详细介绍了基于实验结果的自身热辐射的等效黑体辐射温度的计算方法; 最后, 利用自身热辐射测试平台, 对同轴全反型红外光学系统的自身热辐射进行测量实验, 并进行了误差分析计算。结果表明: 自身热辐射的辐射出射度与光学系统有效F数的平方成正比关系, 与透过率成反比关系, 和自身热辐射的灰度输出与积分时间之间的线性系数成正比关系, 计算出该同轴全反型红外光学系统的自身热辐射的等效黑体辐射温度为217.3 K, 经测量和计算出背景模拟板的辐射亮度误差为8.5%, 自身热辐射的灰度输出与积分时间的线性拟合系数的相对不确定度为0.2%, 并说明探测器在5×10-4 Pa中具有良好的稳定性。

为了描述超高速碰撞2A12铝板产生闪光辐射的空间演化规律, 利用瞬态光纤高温计测量系统并结合二级轻气炮加载系统, 开展了弹丸以30°的入射角度和不同碰撞速度条件下的超高速撞击实验。基于闪光辐射强度和辐射温度的实验数据处理得到了超高速碰撞2A12铝板在撞击点附近产生的最大闪光辐射强度和最大闪光辐射温度, 基于大量实验, 建立了撞击点附近最大闪光辐射的空间演化模型。并结合Origin软件对实验所得数据的拟合, 得到了最大闪光辐射强度和辐射温度随探测点到着靶点间距离变化的拟合函数关系式。实验结果还表明: 在相近碰撞速度、相同碰撞角度条件下, 在同一椭球面上不同探测点位置处的最大闪光辐射强度和最大闪光温度差别不大, 验证了撞击产生的闪光辐射以近似椭球的形状向外膨胀, 随着等离子体云的向外膨胀, 离碰撞点越远产生的最大闪光辐射强度和最大闪光辐射温度均越小; 在相同碰撞角度、不同碰撞速度条件下, 在同一椭球面上不同探测点位置处的最大闪光辐射强度和最大闪光温度均随碰撞速度的增加而增大。该研究在导弹拦截、天体物理及深空探测领域具有重要的应用价值。

建立了CO2激光器辐照微量爆炸物温升分布三维模型, 对激光辐照过程和冷却过程中8~14 μm和3~5 μm波段内的目标表面辐射温度变化特性分别进行分析.利用设计的探测系统对目标进行初步探测, 用8~14 μm和3~5 μm热像设备对目标进行观察分析.研究表明：在10.6 μm激光照射过程中, 8~14 μm波段内沾有TNT目标的辐射温度分别由TNT、基底在8~14 μm波段的发射率和对激光辐照的反射率共同决定；在3~5 μm内目标辐射温度主要由TNT、基底在3~5 μm波段的自身发射率决定.在探测过程中, 8~14 μm波段内沾染TNT区域的辐射温度明显高于周围区域, 而在3~5 μm波段内, 目标表面辐射温度整体下降, 并且沾染区域的辐射温度变得低于周围.

通过理论分析和LARED多群辐射输运模拟研究了激光间接驱动聚变中黑腔辐射温度的角分布特点。研究发现, 黑腔辐射温度角分布主要决定于光斑区与非光斑区的对比度、视野中光斑区的面积比例, 以及体发射的份额。激光二维光环排布下黑腔辐射温度角分布与二维LARED模拟结果非常一致。研究还发现, 二维的LARED模拟能够有效地用于研究神光Ⅲ原型黑腔实验中三维光斑排布下的辐射温度角分布。通过缩小FXRD测量面积能够有效地提高黑腔辐射温度随角度的变化, 从而降低辐射流测量误差对辐射温度角分布的影响。