能源短缺及化石能源大量使用引起的环境污染是目前及未来制约人类社会发展的关键问题。因此,可再生能源及清洁能源的研究正逐渐受到重视。其中能源微藻由于相比传统生物质能源具有生长快速、产油率高、不占用农田等多项独特优势而受到广泛关注。光生物反应器是进行能源微藻大规模、低成本培养的关键设备,对其进行设计和优化紧密的依赖于对微藻辐射特性的详细了解。由于实时测量的困难,微藻辐射特性研究前期主要针对生长稳定期进行测量。然而由于微藻细胞的生长和代谢,微藻的辐射特性会随着生长过程发生变化。目前对于生长过程中微藻辐射特性的研究还很缺乏。本文设计制作一种方便进行实时测量的光生物反应器,对普通小球藻(Chlorella vulgaris)完整生长期的光谱谱辐射特性进行了实验测量,获得了该微藻的完整生长期辐射特性数据,并以此为基础,通过数值模拟对比分析了传统仅使用稳定期辐射特性与使用全生长期辐射特性对平板光生物反应器内光场分布预测的影响。实验测量结果表明,在不同生长期,普通小球藻的光谱吸收截面在蓝光和红光波段均存在3个吸收峰(435 nm,485 nm,676 nm),这与细胞内叶绿素a和类胡萝卜素的吸收区域吻合,而光谱散射截面随波长变化较为平缓。光谱吸收截面在整个生长期内变化较大,最高变化可达186%。该微藻具有很强的前向散射特性,测得的散射不对称因子约为0.97。数值模拟研究表明,对于光生物反应器内局部光场强度分布的分析,仅采用稳定期辐射特性数据与采用全生长期辐射特性相比,平均辐射热流的相对偏差可达50%以上,表明微藻全生长期辐射特性对于光生物反应器的设计和优化是很有必要的。本论文的研究方法及测量结果对微藻生长期辐射特性的研究及相应光生物反应器内光场分析具有借鉴意义。