接触热阻在微电子封装、光伏系统、航空航天、能源动力等诸多工程领域是衡量固-固界面传热效率的核心参数。然而,对接触热阻进行有效测量与精准预测一直是散热系统热设计中的瓶颈。粗糙表面的三维拓扑形貌决定了接触界面间的实际接触区域和界面间隙,对界面接触热阻起着决定性作用,因此精确表述接触表面特性是研究接触热阻的核心问题之一。研究表明,粗糙表面功率谱密度（PSD）在表征光学表面时不仅包含垂直方向的高度信息,更包含横向和纵向空间频率内的信息,是全面表征光学表面的国际标准参数。因此,本文利用PSD表征接触界面对固-固界面接触热阻进行深入研究。现将主要研究内容和结论总结如下:1、利用PSD对工程常用的铝合金和不锈钢材料表面进行分析,结果证实PSD曲线滚降区域的斜率决定了表面分形维数,滚降波矢和截止波矢的大小决定了均方根粗糙度振幅和平均表面斜率。更进一步,依据实际测量高度数据分别计算了不同放大倍数和取值区域的表面PSD,然后根据Persson接触理论结合PSD计算了接触面的界面间距,并对界面接触热阻进行探究。研究得出放大倍数对表面PSD和接触热阻有较大影响,而低放大倍数下PSD计算的接触热阻与实验值较为相近。此外,PSD计算得出同一表面不同区域界面间距无明显差异,界面接触热阻数值几近相同。2、利用PSD对接触界面间距进行表征,结合Persson理论和实验测试分析了表面粗糙度、接触载荷、材料物性、迟滞效应和间隙气膜对界面间接触热阻的影响:1)理论计算可知不同粗糙度下表面PSD和界面间距均有明显差异,进而导致界面接触热阻差异较大;2)受材料特性与接触载荷影响,当两界面的PSD拥有相同滚降波矢时,不同材料接触界面间距差异较大致使接触热阻明显不同;3)受迟滞效应影响,在低接触压力下界面间距存在些许差异导致接触热阻稍有不同,但在高压力下接触热阻不受影响;4)由于不同气体压力下界面间隙气膜厚度不同且气体热导率也不同,进而对界面接触热阻产生较大的影响。