为了实现恶劣环境下瞬态高温的精确测量, 设计了基于原子发射双谱线测温原理的光电测温器。采用高温黑体炉对光电测温器进行特定常数静态标定实验, 选用CuⅠ 510.5nm和CuⅠ 521.8nm两条波长间隔小的谱线作为测温时的温标谱线, 得到了测温常数A的值为0.1083, B的值为628.387。对标定后的光电测温器进行Cu燃烧温度场温度测试实验, 并与计量部门标定过的M5型红外测温仪测量的标准温度进行比较。结果表明, 两种方法测得温度的平均相对误差为1.3%。该研究为原子发射双谱线测温法准确测量瞬态高温提供了理论依据。

为了实现长距离、大范围的温度在线监测，设计了基于啁啾调制技术的光纤布拉格光栅温度监测系统。采用线性啁啾结构获得更大回波带宽，从而在单根光纤上集成更多的FBG 探测器。计算了光栅尺寸、啁啾系数与光栅周期的函数关系，设计了调制方式及范围。实验由宽带光源、光纤及耦合器、FBG 探测器及F-P 解调仪组成，调制范围为1530.0～1550.0 nm。对15℃～55℃内温度进行测试，测温结果与WR-220 型温度探测器作对比，结果显示，均匀型FBG 与啁啾型FBG 的温度检测结果基本一致，精度均满足设计要求。但采用啁啾型FBG 的系统回波带宽大，可调制能力强，单根光纤上可载入FBG 探测器数量是均匀型FBG 系统的3 倍以上。该结构在不增加硬件的基础上提高了系统的测温能力，具有很好的实用性。

恒温水套是光刻物镜工作环境温度控制系统的重要组成部分。为了研究恒温水套的关键参数与性能，设计了一个小比例水套模型。恒温温控系统对其提供±0.001 ℃的去离子水，通过对比三镜光机系统温度变化及热像差变化获取小比例水套的关键参数。实验数据表明，在加入热扰动且环境温度为22.06~22.16 ℃的情况下，三镜光机系统的内壁温度被控制在（22±0.01） ℃以内，波像差在热扰动后迅速恢复至10.12 nm，与装调完毕状态基本一致。由此可见，此种水套结构可以满足光刻投影物镜的温度控制要求，可在此基础上设计等比例恒温水套模型。

为实现可变体机翼翼表温度的高精度的实时检测, 设计了一种基于长周期光纤光栅(LPG)的温度测试系统。该系统采用长周期光纤光栅作为温度传感元件, 高双折射光纤环镜作为边缘滤波器件。在边缘滤波理论研究的基础上, 提出了一种降噪增敏的算法。实验中将LPG粘贴在可变体机翼翼表材料的表面, 当外界温度发生变化时, LPG的谐振波长发生偏移, 经光纤环镜的调制后出射光强发生变化。实验结果表明, 长周期光纤光栅温度灵敏度为 0.053nm/℃,系统线性度为0.9997, 温度分辨率为0.05℃, 该系统具有较高的温度灵敏度和分辨率, 能够较好地实现可变体机翼翼表温度实时检测。

对等离子体温度的测量能间接诊断瞬态物理场的瞬时温度变化。使用望远光学系统对准等离子体并收集其光谱。光栅分光系统高精度地（Δλ<0.1 nm）分离提取出测量所需的等离子体四通道特征光谱信号。光纤将光谱信号导入高灵敏度、快速响应的光电倍增管（PMTs,采集时间小于1 μs）, 达到瞬态测试的要求。用四通道数据拟合Boltzmann直线提高了计算激发温度的精度（优于2%）, 同时从黑体辐射理论推导出等离子体辐射温度的计算模型。只需用一次测量得到的光强就可以同时得到等离子体的激发温度和辐射温度。利用标准温度灯对系统的光谱响应系数进行了标定, 通过实验表明系统测温的精度优于3％。

根据散斑照相和电弧等离子体物理学原理,研究了诊断氩气焊弧温度场的新方法。并给出氩气焊弧温度场中某一截面的温度和电子密度分布。

本文通过计算机模拟运算,结合折射率场(温度场)的先验知识,考查了改进的共轭斜量迭代法用于全息干涉计量三维折射率场的重建精度及视角范围和数据噪声的影响,并介绍了一种抑制较大噪声的算法.作为一个应用实例,计算了某一截面火焰温度场的分布,并与热电偶测量的值进行了比较.