在激光与物质相互作用研究中,经常关注材料对入射激光的能量耦合系数随辐照面温度的变化规律;对于辐照面温度,适于采用非接触的辐射测温法去监测,这需要确定辐射系数的动态变化。基于此,本文设计并搭建了一套非透明样品能量耦合系数/辐射系数的动态测量装置,并针对几种金属样品进行了测量。主要工作与成果如下:(1)完成了能量耦合系数/辐射系数动态测量装置的总体设计。在深入理解积分球法测半球反射率、斩波锁相技术抑制背景辐射和热像仪测温等基本原理的基础上,确定了该动态测量的技术方案。(2)搭建了能量耦合系数/辐射系数的动态测量装置。基于现有热像仪的尺寸限制,设计了关键部件积分球;确定了斩波器、锁相放大器、光电探测器、滤光片的技术参数;利用标准黑体炉对热像仪进行了标定。利用该装置在室温下测量了钢、铝两种样品对探针光的反射率,结果与中国计量科学研究院的测量结果相符合,初步表明本装置测量结果是可信的。(3)电加热样品,对45#钢和铝合金在3.8μm处的能量耦合系数随温度的变化进行了测量。样品前表面基本等温,利用热电偶和热像仪同时监测前表面温度变化。根据热像仪记录的灰度曲线和实测的辐射系数,变换得到前表面温度变化。结果与热电偶记录曲线相符合,表明采用本装置通过辐射系数的实时测量确定表面温度变化是可行的。(4)激光加热样品,对45#钢在3.8μm处的能量耦合系数随温度的变化进行了测量。辐照面温度利用热像仪来监测。获得了样品的能量耦合系数随辐照面温度的变化关系,与电加热下的结果吻合。测量结果表明,在3.8μm处,铝合金的能量耦合系数在25~480℃内基本不变,电加热时45#钢的能量耦合系数在350℃后急剧增大,激光加热下在400℃后急剧增大。分析认为,45#钢表面发生的氧化反应是耦合系数急剧增大的主要原因。通过实时测量辐射系数,利用热像仪监测激光辐照面的温度变化,这种测量方法在国内是首次尝试。本文建立的测量方法对于研究能量耦合系数随温度变化具有重要意义。