自由电子激光(Free Electron Laser,FEL)具有波长覆盖范围宽且连续可调、输出激光功率高、具有精细且可塑的脉冲结构、好的光束质量等一系列常规激光器所不具备的突出优点。基于以上优点FEL在材料化学、科研、能源、工业生产和医学等多个领域具有广阔的应用。基于可调谐红外激光的能源化学研究大型实验装置(FELiChEM)是建设于中国科学技术大学国家同步辐射实验室的一个红外自由电子激光的用户装置,包括一个红外自由电子激光(IR-FEL)光源和三个用户实验站。该大型实验装置的核心器件是两个自由电子激光振荡器,能够产生覆盖2.5-200μm光谱范围并且波长连续可调的中红外和远红外激光,它是一个专门的红外光源,旨在进行能源化学等方面的研究。本文根据红外自由电子激光装置输出光功率、波长、脉冲结构等理论设计参数,设计了适用于IR-FEL光强及光斑测量的系统。光强及光斑尺寸是自由电子激光的重要基本参数,对这两个参数的测量可以了解装置状态,为进一步的调试和运行提供重要依据。通过对自由电子激光的宏脉冲波形进行测量,不仅可以评估自由电子激光装置的增益和腔耗,同时可以计算出激光的光功率,判定是否饱和出光;通过对光斑进行测量,可以了解自由电子激光的空间分布,从而找到激光的焦点以及得到光斑尺寸。本文所设计的IR-FEL光强及光斑测量系统包含以下部分:对自由电子激光光强的测量,使用热释电探测器及配套电子学来测量FEL宏脉冲波形,自由电子激光光斑的测量是使用商用的热释电CCD光束分析相机;光路的设计主要使用步进电机结合镀金反射镜以及离轴抛物面镜实现自由电子激光的聚焦及光强和光斑测量的分时复用;此外热释电CCD光束分析相机的数据获取软件和控制步进电机的软件主要使用LabVIEW编写;由于空气中水对红外吸收较为严重,设计屏蔽罩使整个系统处在干燥空气中,另外整个测量系统是工作在强辐射环境下的,设计铅盒实现对电子学模块的屏蔽保护,并且减少辐射对测量结果的影响。对设计的IRFEL光强测量系统分别进行了离线和在线的测试,测试结果表明该测量系统可以测量脉宽为10μs的脉冲激光,并且在线测试结果和低温锗掺镓探测器测量结果相似。测试和仿真分析表明热释电探测器电压灵敏度可调,带宽能够满足不同测量和测试需求,可以满足测量系统满足IR-FEL的测量需求。