光谱发射率是一个重要的热物理参数,它表征了真实材料表面发出电磁辐射的能力。材料的光谱发射率越大,则材料对外辐射能力越强,在与热流、加热效率、辐射测温法等相关的众多工业和技术应用中,此参数是必须的。近年来随着红外技术的飞速发展,对精确光谱发射率的测量需求变得越来越迫切。通常来讲,发射率可以分为以下几类:半球光谱发射率、半球总发射率、方向光谱发射率、方向总发射率和偏振发射率等。大多数发射率测量设备都是为了测量材料表面的法向光谱发射率,目前很少有偏振光谱发射率的测量装置的报道。偏振光谱发射率定义为在相同温度、波长和偏振方向下S偏振或P偏振辐射与黑体辐射之比。与非偏振光谱发射率相比,材料的偏振光谱发射率能够展示出一些特殊的性质。将偏振发射率的特殊性质与辐射测温法相结合,可以探索出一套辐射测温新的测量方法,从而提高辐射测温技术中的测量精度。与此同时,可以更深入的探究材料的法向光谱发射率与极化（偏振）光谱发射率之间的规律,有利于人们更全面的认识和掌握材料光谱红外辐射的性质和规律。为了满足更多的实验需求,现阶段迫切需要开发出一套测量极化光谱发射率的测量装备。因此,本篇论文在国家自然科学基金和青年基金的支持下,建立了一套可以在受控环境下测量不同温度和角度的偏振光谱发射率的实验装置。本篇论文的主要工作如下所示:1、本篇论文基于能量对比法搭建了一套在受控环境下进行极化光谱发射率测量的实验装置。该测量系统包括气氛可控的样品加热系统、黑体、极化光学系统以及信号检测系统。其中气氛可控的样品加热系统和黑体是测量系统的辐射源;极化光学系统包括光学滤波片、偏振分束立方、光学斩波器、光纤探头和Y型光纤组成的光传输系统;信号检测系统包括铟镓砷探测器和锁相放大器。2、本文详细介绍了设计的气氛可控的样品腔,该样品腔有三个流量可控的进气阀,可以保护样品在真空、氧化、还原性气氛环境中进行极化光谱发射率测量。加热器可以通过下面连接的旋转装置独立进行旋转,并且角度调制精度可以控制在0.1°之内。3、对极化光谱发射率测量装置的几个重要的方面,包括样品加热炉温度均匀性、黑体温度均匀性进行了测试和校准,保证测量装置可以精确测量样品表面和黑体轴向的温度,并且将样品表面和黑体温度稳定在0.1K的范围内。对半球形腔体辐射进行了模拟和计算,表明恒温、高发射率的半球形腔体对样品光谱发射率测量影响较小。当样品表面温度高于1000K时,半球形腔体对样品表面的辐射可以忽略不计。4、为了验证该测量装置的可靠性,首先测量了单面抛光的硅片在1500 nm处的极化光谱发射率,测量结果与仿真结果非常吻合。对纯铁进行了真空和氧化情况下的极化和方向光谱发射率测量,结果表明氧化会明显增大纯铁的极化和方向光谱发射率,并与国外数据进行了对比,显示出测量结果与国外的数据一致性良好。除此之外,还测量了碳化硅、刚玉、涂层等材料的极化光谱发射率,证明了实验装置的可靠性和稳定性良好。对测量装置进行了不确定度评估,在所考虑的光谱范围内,偏振光谱发射率的综合不确定度不超过1.92%。