通过分析激光聚变中近背向散射光的收集方式, 提出了采用漫反射板收集近背向散射光的方法。通过对漫反射板的应用场景分析, 提出了需要研究的漫反射板特性, 并搭建了漫反射板特性测量装置。测量并分析了漫反射板的方向半球反射比、双向反射分布函数、面均匀性、真空特性和紫外特性。分析结果表明: F4目标板具有接近于0.99的高反射率, 光谱平坦性, 近似余弦分布的双向反射分布函数, 较高的面均匀性, 以及较小的紫外真空影响。因此, F4目标板满足激光惯性约束聚变中近背向散射光的测量需求, 采用漫反射板收集近背向散射光的方法可行。

论述了太阳漫反射板星上反射率定标原理，建立了基于太阳漫反射板的星上反射率定标物理模型。太阳漫反射板双向反射分布函数（BRDF）会随时间发生衰减，是星上定标不确定度的主要来源，为此对监测太阳漫射板BRDF方法展开了研究。建立了中分辨率成像光谱仪（MODIS）太阳漫射板稳定性监测辐射计的监测物理模型，分析其在在轨性能评估中发现的问题。提出了一种积分球“双入光口+挡板”的光学结构，在保证功能实现的基础上简化了物理模型，减少了影响仪器不确定的因素。实验验证了该光学结构可防止太阳观测端口响应出现波纹。根据新光学结构的监测物理模型，参照目前国内对其相关参数的测试水平，对其监测不确定度进行了预估。结果表明，其监测不确定度可优于0.68%。

星上定标器作为遥感卫星在轨辐射定标装置，定标漫反射板(SD)作为定标器中的参考标准板，其结构设计的可靠性将直接影响到星上定标器的定标精度。为了得到星上定标漫反射板结构在航天力学条件下的响应情况，通过振动实验台模拟对其进行加速度过载和随机振动响应特性进行了测试，获得了定标漫反射板组件的加速度过载响应特性、固有频率和随机振动响应特性。同时，为了考察星上定标漫反射板的光学特性，进行了方向半球反射比(DHR)、双向反射分布函数(BRDF)等光学特性的测量。结果表明，漫反射板组件在航天力学条件下强度和刚度都满足设计要求，基频大于120 Hz；而且漫反射板具备高反射率(大于99%)、光谱平坦性、朗伯性等优良光学特性，满足航天应用要求。

对光学传感器星上定标漫射板进行了研究,考查其在航天环境下的稳定性和适应性。漫射板经振动冲击、高低温循环、热真空和紫外辐照等系列环境模拟试验仍然保持良好的光学特性;紫外辐照前后其在350 nm处的反射率衰变不超过3%,分析认为这种紫外辐照下的反射率衰变是由于污染所致,通过改进工艺和环境控制是可以消除的;同时,漫射板通过了空间力学环境试验。研制的星上定标漫射板的空间稳定性能够满足航天应用要求。

为了考察星上定标漫射板的光学特性及其在航天环境下的稳定性,对其进行了方向半球反射比(DHR)、双向反射比因子(BRF)、双向反射分布函数(BRDF)等反射特性的测量;同时,进行了系列环境模拟试验。结果显示:星上定标漫射板反射率在可见近红外波段可达0.99,光谱差异＜0.01,在短波红外波段达0.95以上;10~60°BRF变化低于0.1,0~60°BRDF变化＜0.045,其方向特性与光谱、紫外辐照关系不大;漫射板350 nm反射率在120 h等效紫外辐照下的衰变＜3％,其光学特性受原子氧、质子轰击影响甚微,并通过了航天级力学环境试验。试验研究表明:漫射板具备高反射率、光谱平坦性、朗伯性及其在航天环境下的稳定性,能够满足航天应用要求。