在预混甲烷/空气燃烧的平面火焰炉上, 采用脉冲式光腔衰荡光谱技术（cavity ring-down spectroscopy, CRDS）实现了对OH分子浓度的定量测量。 根据光腔衰荡吸收光谱理论, 选取OH的A2Σ+-X2Π(0,0)电子跃迁带中的P1(2)吸收谱线构搭建了一套激光波长在308.6 nm的脉冲CRDS实验装置。 脉冲CRDS装置中的衰荡光腔是由一对反射率为99.7%的高反射镜组成且其衰荡腔的腔长为270 cm, 并测量空腔（光腔中无火焰）的衰荡时间为2.33 μs。 通过理论分析影响浓度精确测量的实验参数, 分别采用平面激光诱导荧光(planar laser induced fluorescence, PLIF)、 相干反斯托克斯拉曼散射(coherent anti-stokes Raman scattering, CARS)和脉冲CRDS三种技术精确测量OH的有效吸收长度、 高温火焰的温度和有效的光腔衰荡时间。 当在平面火焰炉上燃烧预混的甲烷(1.1 L·min-1)和空气(15 L·min-1)且在距离炉面高度为6 mm时, 采用PLIF技术测量的有效吸收长度比直接选用燃烧器炉面直径作为吸收长度的精度提高7.1%, 室温下利用CARS技术测量的温度要比热电偶测量的温度精度提高45%, 衰荡光腔内有火焰且选用非OH吸收波长时测得的光腔衰荡时间要比采用空腔时测得的光腔衰荡时间精度提高21.6%。 因此, 通过以上多种测量技术相结合的方式精准测量各实验参量, 最后得到OH分子数密度在距离炉面高度为6 mm时达到最大值（3.59×1013 molecules·cm-3）且OH浓度精度要比于未修正的OH浓度提高了35.6%。 另外, 在不同当量比下（Φ=0.7～1.1）, OH粒子数密度都会随着距离炉面高度的增加而减少, 通过曲线拟合发现OH浓度随着距离炉面高度的增加呈e指数衰减。 在同一燃烧高度的富氧燃烧状态下, OH浓度随着当量比的增加而增加; 当甲烷流量保持恒定时, 富氧燃烧状态下的OH浓度要高于低氧燃烧状态下的OH浓度。 在燃烧场中, 采用这种多光谱技术相结合（CRDS-CARS- PLIF）的精准测量方式不仅能够实现对OH浓度精准的定量测量提高了测量精度, 还可为定量测量其他燃烧产物分子的浓度提供技术支撑, 对研究燃烧化学反应起着至关重要的作用。

为了测量材料在高温甚至超高温下的力学性能, 采用数字图像相关方法, 并研究其在高温下的最优成像。采取不同的散斑制作方法, 同时加入不同颜色的高温漆, 在不同的温度节点, 外加不同光源及相应的滤波片, 采集并观察图像是否具有良好的对比度。普通的单色光源在800 ℃以后会逐渐失效, 无法获取图像, 而紫外光在1 200 ℃时依然可以获取较好的图像, 且直接利用试件本身颜色作为底色效果更佳。采用紫外光照明可以实现DIC在高温环境下的测量。同时利用黑色或者蓝色散斑直接喷涂在试件上有着最佳的对比度, 要优于常规的散斑制作方法。

提出并研制了一种基于蓝宝石晶片的光纤法布里-珀罗(法珀)高温传感器.该传感器采用斜端面蓝宝石光纤作传输波导, 蓝宝石晶片作法珀干涉仪, “陶瓷插芯-陶瓷套管”结构做为传感器的固定结构.通过傅里叶变换-最小均方差联合算法解调传感器的反射光谱, 实现了20℃～1 000℃范围内的温度测量, 测试准确度为±2.5℃.该传感器具有体积小、成本低、制作简单以及重复性高的优点, 可用于高温环境下稳定、精确的温度测量.

在高速滑动电接触过程中，接触表面会产生焦耳热、电弧等电气现象，导致接触温度发生突变，而温度是接触材料的导电性能及磨擦磨损的重要影响因素之一。提出了一种瞬态高温测量方法，用于测量高速滑动接触瞬间产生的温度变化。基于红外辐射原理，考虑大电流条件下的强电磁场测量环境，设计了相应的测量系统，主要包括光纤测温探头、隔离模块和高速采集模块。用黑体炉对该系统进行了标定，在高速滑动试验机上对该系统性能进行了实验验证，结果表明，该系统可对600℃~2000 ℃温度范围进行非接触有效测量，精度高、响应时间短，适用于高速滑动电接触等特殊环境下的瞬态高温测量。

两种多光谱高温计无源温区标定方法, 即依据图形相似性原理的标定方法和依据高温计传递函数的标定方法。 为验证两种方法的实用性, 通过对黑体辐射出度加入不同大小的随机误差模拟不同测量精度的多光谱高温测量系统, 对这两种方法的抗干扰能力进行了研究。 实验结果证明, 依据图形相似原理的标定方法具有强抗随机误差能力, 适用于随机误差较大的测量系统。 当随机误差很小时, 其精度低于依据传递函数的标定方法, 但当随机误差增加到一定范围, 其精度远高于后者。 基于高温计传递函数的标定方法虽在一定的随机误差范围内具有高的外推标定精度, 但抗随机误差能力较弱, 适用于随机误差小的测量系统。

提出了一种全单模光纤的本征型法布里珀罗干涉(IFPI)高温传感器。光纤IFPI传感器由飞秒激光在标准单模光纤上刻写的一对内部反射镜和腔内光纤构成，其反射光谱的干涉条纹对比度达到10 dB，而插入损耗仅为0.1 dB。实验结果表明，该传感器的测量温度可达1000 ℃，温度灵敏度为14.9 pm/℃。而且在重复测量中，反射光谱具有良好的一致性，可以准确地实现高温传感。飞秒激光制备的光纤IFPI高温传感器完全由标准单模光纤构成，结构简单、成本低廉，易于连接现有的光纤器件构成光纤传感网络，在实际工程中有较大的应用价值。

为了满足航空航天、导弹制导、冶炼等一些高温领域的传感测量需求，国内外学者对高温光纤光栅进行了大量的研究工作。对已报道的主要的高温光纤光栅进行了综述，按照光栅结构、特点和所用光纤的不同，将其分为Ⅱ型光纤光栅、ⅡA型光纤光栅、化学组分光纤光栅、掺杂特殊离子的光纤光栅、结构变化型长周期光纤光栅等，逐类进行了说明并对它们的制作方法、高温特性、优缺点等进行了介绍和简评，并对其发展前景和应用进行了展望。

目前, 高温测量中, 多光谱高温计具有高分辨率与高信噪比的优点, 但无源温区(大于3 000 ℃)标定方法的发展却远滞后于多光谱高温计制造水平, 并已严重影响高温计的测量精度和应用范围。 为突破高温测量领域中无源温区标定方法的瓶颈, 文章提出了一种多光谱高温计无源温区的标定方法。 此方法利用已知温度点的多光谱高温计的输出电压U建立了一种基于幂函数的温度-电压(T-U)模型。 在此基础上应用导数最小二乘法对模型参数求解, 实现对无源温区的标定。 理论和实测数据都验证了此方法的有效性与精度。 在多光谱高温测量应用的光谱范围(0.4~1.1 μm)内, 对精度优于3‰, 1%和3%的无源温区标定范围做出理论上的划分。

为进一步提高温度测量精度，以激光照射下普通钢的熔池为研究对象，通过对发射率模型的合理假设，实现了双光谱测温系统的补偿优化。测量结果显示，针对普通钢的温度测量时，发射率采用指数模型可以取得很好的测量效果，测量误差在4%以内。同时，在同一种测量条件下将优化后的测温法与传统的比色法测温进行精度比较，证实与比色法相比该方法的误差显著减少。通过对数据处理的误差做定量分析，得出其误差在13~25 ℃之间。