方向光谱发射率是表征实际材料表面辐射能力的重要热物性参数之一,其物理意义是实际材料表面不同方向的辐射能力接近参考黑体辐射能力的程度。方向光谱发射率定义为在相同的温度、波长和方向下待测材料表面辐射能量与理想黑体的辐射能量之比。方向光谱发射率是一个与温度、波长、测量方向、表面粗糙度、表面形貌等因素有一定关系的无量纲参数。方向光谱发射率在军事、测绘、太阳能、辐射测温和医学等领域都有着广阔的应用背景。例如,军事领域中隐身技术的研究,测绘领域中地形地貌的描绘,工业领域中高温辐射测量技术等。随着各个领域对方向光谱发射率需求的不断增长,科研工作者进行了大量研究,并研制出许多方向光谱发射率的测量装置。由于测量精度高、波长范围宽、信噪比高的特点,傅里叶变换红外光谱仪被广泛应用于方向光谱发射率测量。但是由于其体积大、成本高,其主要局限于实验室研究。要想实现材料表面方向光谱发射率的测量,需要旋转待测样品、光学系统或者探测系统来实现测量方向的调节。由于待测样品需要加热至一定的温度,样品和加热器需要一起旋转,当样品处于高温稳定状态时,旋转样品有可能会导致样品表面温度和周围环境的波动,从而引起较大的测量误差。由于傅里叶变换红外光谱仪或者单色仪体积较大,不利于测量角度的精确调节。近年来,光纤光谱仪在快速光谱测量和工业生产中取得了广泛的应用。光纤光谱仪无机械扫描系统、测量速度快、体积小,并借助光纤灵活多变的特点,便于实现在线或者原位测量。为了实现方向光谱发射率的快速便捷测量,本文搭建了一套基于光纤光谱仪的方向光谱发射率测量装置并对几种纯金属的方向光谱发射率进行了研究,主要研究内容如下:（1）搭建了一套基于光纤光谱仪的方向光谱发射率测量装置。加热装置采用自主设计的碳化硅加热器对样品进行加热,样品表面温度可达1200 K,且具有良好的表面温度均匀性;通过旋转安装在电动旋转台上的光纤准直透镜可以将测量角度从0°调整到82°,收集的不同角度下样品表面辐射信号由光纤传输至微型光纤光谱仪;光纤光谱仪实时检测样品表面和黑体腔内的辐射信号。（2）采用双温标定法和多温标定法对测量装置进行标定,计算了光纤光谱仪的响应函数和背景函数,并通过黑体辐射信号的拟合数据与测量数据之间的偏差平方和将两种标定方法进行对比判断出准确度较高的标定方法;通过黑体辐射信号和辐射强度的拟合验证了测量装置的线性度;采用接触测量法验证样品表面温度的均匀性。（3）利用搭建的测量装置测量了硅片、碳化硅、钼和钨的光谱发射率,并与国内外相关数据进行对比验证了仪器的可靠性。研究了波长950-1600 nm和温度823-1073 K范围内高纯钛、铬、钴和镍四种材料的方向光谱发射率。详细分析了波长、温度和测量角度对光谱发射率的影响。结果表明,方向光谱发射率随波长和温度的增加而降低,随测量角的增大先基本不变后急剧下降。为详细了解方向光谱发射率与温度之间的关系,对光谱发射率曲线进行了拟合。最后,对方向光谱发射率测量的整体不确定度进行了评估,搭建的测量系统整体不确定度优于3%。