为满足红外成像器件对目标模拟的需求，同时避免在真实环境下进行系统测试受限于人力、物力、环境等因素，提出了一种基于微辐射阵列的红外动态场景模拟技术，通过传热方程建立了芯片理论模型，并进行了仿真实验。微辐射阵列芯片采用MEMS (Micro-Electro-Mechanical System)工艺加工，阵列分辨率为1024×768，像素大小设计为60 μm×60 μm，以此为核心器件，构建了红外动态场景模拟系统样机，样机口径大于300 mm，光源使用半导体激光器替代传统的汞灯，提高了模拟器的性能。使用红外热像仪进行了测试实验，结果表明：样机可在中波红外和长波红外两个波段实现高质量的动态场景模拟，图像清晰无闪烁，其模拟温差大于50 K，对比度大于3∶1，帧频大于80 Hz。

高浓度水雾条件下的表面高温温场反演测量在航空航天、 冶金铸造等工业领域有着重要的应用。 由于水雾的弥散作用, 高温表面的辐射透过水雾后, 会出现强烈的衰减和散射, 导致传统辐射测温方法出现很大误差。 现有水雾弥散条件下的温场反演测量主要包括基于试验数据反推及实时测量水雾参数进行修正的测量方法, 并基于辐射传输理论对测量结果进行误差分析和评估, 测量方式多为单通道或双通道点辐射测温。 基于水雾场红外光谱辐射特性的计算, 提出了一种水雾强弥散条件下表面高温温场多光谱成像反演方法; 根据辐射传输理论, 考虑强弥散条件下的邻近效应, 建立了相应的反演模型。 在水雾场相关参数未知的情况下, 通过三个透过水雾场后的高温目标长波红外光谱辐射图像, 反演得到表面高温温场的真温分布。 反演第一步是辐射温度场反演, 即通过长波红外辐射图像, 根据定标曲线和高温目标的光谱发射率先验数据, 得到高温目标透过弥散水雾场经过发射率校正的辐射温度场; 反演的第二步是根据三通道非线性反演模型, 得到目标的真温温场分布。 设计了一个长波红外三光谱通道反演测量装置, 中心波长分别是8.8, 10.7和12.0 μm, 对高温目标进行三个长波红外光谱通道的同时探测成像。 设计了一套验证测试装置, 利用标准高温黑体源和水雾弥散设备, 进行了高温目标水雾弥散条件下的辐射图像采集和目标温度的反演试验。 试验结果表明8~14 μm长波红外波段比短波波段对水雾弥散具有更强的抗干扰能力, 在1 100和1 200 ℃典型温度点反演的平均误差在7%左右, 大大减小了未经校正的辐射传输失真, 适用于黑体和灰体高温目标, 且无需水雾场的浓度和粒径分布等先验信息, 基于多光谱成像信息的水雾弥散条件下温场反演方法具有一定的普适性和创新性。

在航空航天、冶金铸造等各种工业现场高温热试验过程中，需要在高浓度弥散介质遮蔽物件表面的条件下，快速、准确地获取试验件表面的高温温度。传统的辐射测温方法包括波段辐射法、亮度法、比色测温法、多波长测温法等，是实现高温测量的一种主要测量方法。弥散介质由于介质粒子的作用会产生各种光谱散射、吸收和发射效应，给高温的准确测量带来了很大的干扰，导致测量结果产生偏差，必须要改进经典辐射测温方法。论述了弥散介质条件下几种主要的辐射测温方法，包括试验数据反推法、热辐射计算法、多通道分裂窗法、信息复原计算法、神经网络计算法等，分析了各种方法的优点和不足，总结了弥散介质条件下辐射测温方法面临的挑战和发展趋势。

为了实现115~200 nm的真空紫外光谱辐射计的校准，针对现有方法中校准源均匀性不高、量值传递链条长、校准波段下限不够的问题，设计了两种校准方法。基于标准漫反射板的校准方法中，研制了测量最低波段到115 nm的真空紫外双向反射分布函数（Bidirectional Reflectance Distribution Function，BRDF）/双向透射分布函数（Bidirectional Transmittance Distribution Function，BTDF）测量标准部件；基于标准辐射计的方法中，提出了相应的真空紫外光谱辐射亮度传递标准设计方法，标准视场角为2°，在真空条件下完成了实验验证；提出了一种标准真空紫外漫透射器制备方法，对标准真空紫外漫透射器的空间分布特性进行了测量，该方法在±10°角度范围内具有良好的均匀辐射朗伯特性。建立了校准装置，分析了各自的量值传递链条和测量不确定度，表明基于标准辐射亮度计的方法中减少了BRDF测量不确定度分量，测量不确定度更优。利用校准装置对风云卫星上的载荷进行了校准，115~200 nm波段光谱辐亮度测量不确定度为12%（k=2），载荷在轨运行良好。真空紫外光谱辐射计校准方法和装置对空间真空紫外探测技术的研究和应用具有重要的意义。

红外成像技术在空间探测、对地观测、安防监控等领域的应用越来越广，为了确保红外目标识别的准确性，必须掌握目标的辐射特性。目标辐射特性需要在外场实际条件下测量得到，需要利用大面积黑体辐射源对目标特性测量设备进行现场辐射参数校准。设计了一种大面积黑体辐射源，辐射体采用铝材质并发黑处理，大面积黑体辐射源温度控制采用PID控制算法。在外场实际环境温度为26.8 ℃，湿度为60%时对目标特性测量设备辐射参数进行了校准。试验数据表明：辐射温度测量不确定度为0.4 ℃（k=2），取得了较好的应用效果。

针对红外载荷在轨服役期间低温目标的红外辐射探测需求，提出一种真空条件下的低温红外辐射测量方案，并研制了测量装置。测量装置主要由低温红外光学系统、低温机械结构、低温红外探测系统及微弱信号处理系统构成。低温红外辐射经过光学系统会聚到探测器像面，锁相放大器利用相干检测技术将目标信号提取，完成低温红外辐射的测量。测量装置研制完成后，在真空仓内使用标准黑体辐射源，在198 K～423 K温度范围内进行了低温红外辐射定标试验，取得了有效的试验数据，测量不确定度在5%以内。该文提出的真空条件下低温红外辐射测量技术可为在轨空间红外载荷低温红外目标探测设计提供重要数据支撑。

紫外-真空紫外成像光谱仪在我国空间探测中的应用越来越广，在其研制过程中需对其进行校准，但目前国内尚无针对紫外-真空紫外成像光谱仪的计量标准，无法保证测量结果的准确可靠。该文设计了一种紫外-真空紫外成像光谱仪校准装置，实现对紫外-真空紫外成像光谱仪的光谱范围、波长、光谱响应度、空间角分辨率、均匀性等参数的校准。经测试验证，波长测量不确定度为0.080 nm（k=2），光谱响应度测量不确定度为6.8%（k=2），空间角分辨率测量不确定度为0.022 mrad（k=2），均匀性测量不确定度为4.2%（k=2）。