本文在光热辐射(PTR)简化理论模型的基础上，利用PTR背检测技术开展了对金属体材料和薄层材料热扩散率的测量研究，准确测量了不同材料的热扩散率值，获得的实验结果准确有效。（1）完成了PTR背检测技术对金属体材料热扩散率的测量研究。首先，根据三维热传导理论及灰体辐射理论，建立了PTR单层简化理论模型，获得了PTR背检测技术的理论。其次，设计并建立了PTR背检测实验系统，开展了对标准样品紫铜和铝的体材料热扩散率值的验证测试。本系统在简化结构的同时，实验中测试信号稳定，获得了较好的信噪比，实验数据准确有效，与理论曲线的拟合度高。通过对比振幅—频率关系及相位—频率关系的测量结果，得到利用相位信息能够更加准确有效地测量材料的热扩散率值。这表明PTR背检测系统的可靠性和准确性。第三，开展了对其他金属体材料热扩散率的测量，样品的实验测量值与相应材料的参考值完全一致。分析六种不同材料的测量结果，相对误差均小于3.0％。利用参数对拟合结果进行分析，决定系数R2均大于97％，一致性参数var均小于0.01。本文PTR背检测技术能够准确测量材料的热扩散率。（2）完成了PTR背检测技术对金属薄层材料热扩散率值的测量研究。首先，利用ANSYS软件的热分析功能对不同厚度的模型内部温度场分布进行了仿真，通过温度分布结果可以看出随着材料厚度降低，薄层材料的导热性能受边界影响而不同于厚度较大的体材料。其次，利用PTR背检测实验系统对不同厚度的铝及紫铜薄层材料的热扩散率值进行测量研究，测得厚度为40um和20um铝的热扩散率值分别为78.999mm~2/s、68.271mm~2/s，厚度为20um和10um紫铜的热扩散率值分别为90.059mm~2/s、83.131mm~2/s。分析实验测量结果，决定系数R2均大于97％，一致性参数var均非常小，相比于传统的PTR检测方法，本文测量值更加可靠。材料厚度到微米量级时，薄层材料的热扩散率值要小于相应的体材料热扩散率值。实验结果表明本文PTR背检测技术能够准确测量材料的热扩散率，利用相位信息拟合计算得到的热扩散率值更加准确有效。在微米量级时薄层材料的热扩散率值要小于相应的体材料热扩散率值。