中国空间站高能宇宙辐射探测设施(the High Energy cosmic-Radiation Detection facility,HERD)是正在计划中的大型国际合作空间科学实验，它将致力于间接探测暗物质，精确测量宇宙线能谱和成分至“膝”区，以及高能γ射线巡天观测。HERD独特的设计使它有望在暗物质和宇宙线两大竞争激烈的热门研究领域获得突破。HERD的核心探测器——量能器采用三维成像全吸收LYSO量能器+ICCD大规模读出的方案，兼顾探测能区上限扩展、能量分辨率、几何接收度、e/p鉴别等各项重要指标，能够以前所未有的高灵敏度和高精度通过探测湮灭线、TeV能区电子能谱以及弥散γ光子来寻找暗物质，对宇宙线各成分能谱的测量能扩展到几个PeV。　　本文工作主要有三个方面:　　首先利用高强度电子束团验证了LYSO晶体在30MeV-1.1×106GeV能量范围内的光输出保持线性，证明LYSO晶体可用于HERD探测PeV能区的宇宙线核子。　　为了验证HERD设计方案的可行性，需要制作一个小型的原理样机并通过束流照射实验测试其性能。本文介绍了原理样机的研制过程，设计实验对样机使用的晶体和ICCD进行性能测试，给出了晶体间一致性、ICCD动态范围、光强分辨率等特性，并建立串扰修正的方法，这些结果被用于蒙特卡罗模拟研究样机预期的性能。　　对原理样机的性能验证实验在CERN的超级质子回旋装置(CERN-SPS)H4线站进行，本文介绍了实验的设置、流程和对实验数据的处理方法，给出了原理样机的能量分辨率、角分辨、e/p鉴别能力等基本性能。结果表明对电子的响应线性、电子簇射纵向分布、电子角分辨、质子能量分辨等方面，实验结果和模拟结果符合得比较好，而实验给出的电子的能量分辨率和e/p鉴别能力则比模拟结果差，文中分析了二者不符的原因，最后指出束流实验基本验证了方案的可行性，并通过数据分析，找出样机不足，给出优化改进方案，指导下一版样机和飞行件设计。