结合理论分析与实验测试，研究了在可见光脉冲输入条件下频率以及第二片微通道板与阳极之间电势差对微通道板光电倍增管动态范围的影响。研究结果表明：随着信号光脉冲频率的增大，微通道板壁面电荷补充不充分致使阳极输出偏离线性，并逐渐趋于饱和。当输入可见光脉冲宽度为50 ns，频率为500 Hz时，阳极的最大线性输出达到2 V（即40 mA）；当输入光频率增加到1 000 Hz，阳极输出在1 V（即20 mA）时线性偏离程度达到10%以上；当输入光频率增加到5 000 Hz，阳极输出在0.3 V（即6 mA）时线性偏离程度达到约15%。随着第二片微通道板与阳极之间电势差的增大，阳极最大线性输出电压呈现波动性变化而非与其呈线性关系。当第二片微通道板与阳极之间的电势差在200 V左右时，阳极线性输出电压达到峰值，随着电势差不断增大，阳极线性输出电压开始出现波动，在电势差为500 V左右时达到第二个峰值，这主要是由于极板间电场强度与空间电荷效应共同作用的结果。该研究可为提升微通道板光电倍增管的动态范围提供指导，便于其应用于强辐射脉冲测量、激光通信等领域。

对真空紫外光谱辐射计的探测系统、光学系统、真空舱开展了研究和设计，研制了一台轻量化、小型化的高灵敏真空紫外光谱辐射计，并对真空紫外辐射计的光谱范围、中心波长、光谱辐射亮度等性能进行了测试。测试结果表明辐射计光谱范围覆盖了115 nm~200 nm的真空紫外波段，实现了最大响应度分别在121.2 nm、135.6 nm、160 nm、180 nm、200 nm五个工作波长附近，且中心波长的相对示值误差均小于3%，利用定标氘灯测量辐射计在全波段的真空紫外光谱辐射亮度在0.006 4~3.923 9 μW/ cm²·nm·Sr之间，实现了对真空紫外光谱辐射亮度0.01量级以下的测量。

开展基于塑料闪烁光纤的宇宙线缪子测量研究时，对闪烁光纤输出光脉冲的光子数定量分析，是读出电子学设计的前提。在无单光子源等弱光标定时，对缪子入射事件在光纤中产生光脉冲的光子数进行定量分析是本文的主要目标。首先利用硅光电倍增管（Silicon Photomultiplier Tube，SiPM）固有的非光生载流子特性标定光脉冲的测量值，获得缪子在直径1 mm和2 mm光纤中产生微弱光脉冲包含的光子数；然后结合Geant4软件模拟计算缪子在光纤中理论光子产额，并与实验结果对比验证。结果显示，在直径1 mm和2 mm光纤中光脉冲光子期望值分别为44个和85个，与模拟结果偏差分别为4.55%和10.59%，表明该低光子数测量方法可以在无额外标定设备时，实现对缪子入射光纤产生光子数的准确测量，并可以应用在其他弱光脉冲光子数测量场景中。

真空紫外目标的光谱辐射亮度对于深空空间探测、航天器损伤测试等空间科学研究具有重要意义。研究了2种用于针对真空紫外光源的测试系统及其方法，通过对真空紫外光谱辐射亮度测试方法开展研究，研制了真空紫外光谱辐射亮度测试系统，测试系统包括真空紫外标准光源、光学成像系统、分光模块、真空紫外探测器模块、真空舱以及数据处理系统等。利用测试系统根据直接测量法和比较法对氘灯的光谱辐射亮度进行了测试分析，并讨论了真空紫外光谱辐射亮度影响因素及相对示值误差，实现了真空紫外光谱辐射亮度在121.2 nm、135.6 nm、160 nm、180 nm、200 nm五个波长范围 0.01 μW/cm²·nm·sr~1 μW/ cm²·nm·sr的精确测量。测量的重复性为0.001 34。这表明测试系统可以实现真空紫外波段信号的测试。

逐级增益是评价打拿极光电倍增管（photomultiplier tube, PMT）性能的重要参数之一，目前国内仅有一台逐级增益测试系统，依靠人工操作，测试效率不高。为提高逐级增益测试效率，设计了一套打拿极PMT逐级增益自动测试系统。该系统使用由可控光阑、电动挡板等组成的自动光源实现光源输出强度连续可调，并通过控制高压模块、分压器模块和继电器模块实现逐级电压的通断。利用精度为0.01 nA的电流计模块完成信号的采集、处理和传输，实现对逐级增益的自动测量。实验证明，该系统可有效测量打拿极PMT的逐级增益特性，测试重复性在2%以内，满足测试需求。

电子倍增器（electron multiplier，EM）工作于脉冲状态下，其阳极上输出离散的信号，考虑到电子倍增过程具有一定的统计性规律，研究EM在脉冲状态下的性能参数，需要对阳极输出的脉冲信号进行大量测试和分析。以基于打拿极电子倍增器的光电倍增管（photomultiplier tubes，PMT）为例，通过改变入射光强度使其工作在脉冲状态，利用高带宽、高采样率示波器采集其阳极输出信号。基于Python开发了一种图形化数据分析软件，用来对示波器采集的大量脉冲信号数据进行离线分析，从中可以获得PMT的电荷积分谱、增益、分辨率、后脉冲率、前沿时间等性能参数，软件采用模块化结构，根据不同的测试需求各个模块可以单独工作。该软件可以快速实现EM在脉冲状态下的性能参数分析，为EM制作工艺的优化及其在微弱信号探测领域中的应用提供了一种便利的分析手段。