吸热器在聚集太阳光辐照加热作用下,将太阳辐射能转化为工质内能,是太阳能高温热转换系统的核心部件。吸热器在高温高压环境下工作,其传热性能直接影响系统的热效率和安全可靠性。由于聚集太阳光的非均匀和矢量特性,通过实验测量掌握聚集太阳光在空间位置和方向的分布规律,对改善吸热器的传热模型,提高热效率具有重要的意义。本文通过实验测量与数值模拟相结合方法,研究分析了聚集太阳光在焦平面的位置分布和方向分布特性,曲面聚集太阳光的能流密度分布特性和凹腔曲面多孔介质吸热器的高温耦合传热性能。首先,采用“CCD相机+朗伯靶”的间接测量法,在双水冷可移动朗伯靶实验装置测量平台上,结合CCD相机和中性密度滤光片,通过前靶中心位置的喇叭口小孔,在后靶上获得透过小孔的太阳光灰度图像,根据几何光学原理和图像处理技术,获得焦平面聚集太阳光的空间位置分布规律,得到焦平面不同位置（小孔位置）聚集太阳光的方向分布信息。其次,在曲面聚集太阳能流密度测量系统中,通过中空水冷条形球弧成像装置,借助图像空间坐标转换和表面辐射传输计算方法,获得由多幅子图像拼接形成的完整球壳曲面结果图。结果表明:与焦平面中心区域高,边缘低的高斯型聚集太阳光能流密度分布不同,曲面（半球壳）的顶点区域曲面能流密度较低,峰值能流密度出现在顶点外缘的局部区域。最后,采用耦合传热模型,结合红外测温技术,在室内太阳辐射模拟器平台上,对曲面吸热器的表面辐射进行成像测量,数值模拟得到的热效率值在实验的不确定度范围内,验证了数值模拟求解方法及结果的可靠性。对比实验测量与数值模拟的温度曲线趋势,入口温度分布曲线趋势大致相同,整体呈高斯分布特征,即中心区域温度高,沿着径向方向温度逐渐降低。通过研究,揭示了聚集太阳光的矢量分布规律和曲面聚集太阳光的能流密度分布特性,对改善吸热器的传热模型具有重要价值,为太阳能高温热转换技术发展提供技术支持。