基于动态光散射原理，搭建了一套可测量热扩散系数的动态光散射系统，该实验系统包括散射光路、耐压实验本体、温度控制以及数据采集系统。同时，将光纤引入到动态光散射系统中作为探头，将实验系统缩小至类似系统的1/3。利用参考流体正己烷对实验系统进行了检验，将实验获得的热扩散系数拟合为多项式方程，拟合最大偏差为0.19%，平均绝对偏差为0.11%，与文献值最大偏差为3%。经过不确定度分析可知，所研制的动态光散射实验系统测量液体热扩散系数的不确定度为2%（k=2）。

提出了一种四层光热辐射模型，研究了编织碳纤维增强聚合物(CFRP)的热扩散系数。以玻璃碳为参考材料，标定了实验装置，完成了孔隙率为0~18.32%的14组CFRP样品的检测实验。构造了最小二乘目标函数，利用遗传算法求出了最优解，得到了不同孔隙率下的CFRP热扩散系数。结果表明，14组CFRP样品的热扩散系数为3.01×10-7~8.73×10-7 m2/s，且随着孔隙率的增大整体呈下降趋势；当孔隙率小于1.00%时，热扩散系数的下降趋势较明显，但当孔隙率大于1.00%后，下降速度趋于平缓。

利用红外热成像技术，研究了编织碳纤维复合材料（CFRP）在纤维束编织平面内的热传导规律。根据激光调制加热原理，推导了纤维束平面内热扩散系数和相位梯度的关系，并搭建了相应的实验平台，对CFRP试件进行实验。以玻璃碳作为参考材料，将测得的红外辐射相位信号进行规格化处理，并利用高斯滤波去除红外热图像的噪声。实验结果表明，碳纤维复合材料的各向异性使其在纤维束编织平面各方向上的热传导呈现一定的规律，且与传导方向相关。当激光调制频率小于2 Hz时，可以测量得到CFRP试件在平面不同方向上的热扩散系数。

基于光散射原理，研制了一套可以用于测量流体迁移性质的光学实验系统。该系统包含两路光路系统，分别是测量表面性质的表面光散射系统和测量体相性质的动态光散射系统。通过光路设计，可以实现两系统共用激光器、光子计数器、数字相关器等重要设备以及高压实验样品池。实验系统压力测试范围为0~10 MPa，温度测试范围为283 K~400 K，温度波动度小于±1 mK/h。采用光频外差的方法提取液体分子波动信息，并通过数值求解色散方程获得液体的迁移性质。利用参考物质正庚烷和R134a 检验了实验系统，获得的表面张力、黏度、热扩散系数、定压比热容值与文献值的偏差分别为2.29%、0.57%，0.12%，0.06%。通过不确定度分析，搭建的系统测量表面张力、黏度、热扩散系数、定压比热容值的不确定度分别为1%、2%、2 %、4.6 %(k=2)。

基于光纤布拉格光栅和傅里叶热传导方程提出了一种实现复合材料圆筒结构热扩散系数测量的水热平衡法，并进行了理论分析和实验研究。当圆筒结构内部流体温度升高，由初始低温平衡状态向高温平衡状态过渡，其内部流体热量从内向外传递，由于热阻的存在，而使内外壁呈现不同的温度特性，导致内外壁温度分布呈现差异性；依此原理，利用光纤布拉格光栅温度敏感特性，获取中心波长与温度函数关系及中心波长与时间函数关系，确定圆筒结构温度分布函数；根据傅里叶一维导热方程和边界条件即可求得结构热扩散系数。实验表明，升温测量与降温测量结果具有一致性，证明了该测量方案的可行性与可靠性。该测量系统具有传感元件简单、稳定性好、可操作性强等优点，为此类圆筒结构热扩散系数测量提供了一种新颖可行的方法。

为了研究激光感生热电电压(laser-induced thermoelectric voltage,LITV)信号的衰减时间与薄膜物性参量的定量关系,采用脉冲激光沉积法制备了YBa2Cu3O7-x,La0.67Ca0.33MnO3,La0.67Pb0.33MnO3薄膜,测量了248nm的脉冲激光辐照在薄膜中诱导产生的LITV信号,并且基于激光与薄膜相互作用的光热过程推导出的LITV信号衰减时间常数的表达式。结果表明,LITV信号呈指数衰减,变化规律与LITV效应的理论模型相吻合;LITV信号的衰减时间仅决定于薄膜的热传导性能,是薄膜热扩散系数的函数;根据LITV信号的衰减时间可以计算薄膜的热扩散系数,从而提出通过测量LITV信号的衰减时间来研究薄膜热扩散系数的新方法。