激光在非线性光学晶体中发生自发参量下转换效应,产生时间、波长和方向严格相关的成对光子。基于相关光子的绝对量子效率定标是一种单光子级别的高精度绝对辐射定标新方法,通过符合测量获得单光子探测器的绝对量子效率,具有不依赖外部辐射标准的独特优势,在光辐射计量、空间遥感和量子信息等领域具有重要的应用前景。本文概述了相关光子定标的技术优势和当前国内外开展的相关研究工作,提出了基于相关光子定标的绝对辐亮度测量方案,搭建了绝对辐亮度测量装置,论证了相关光子产生、泵浦光截止和符合探测等关键模块的设计方案,实现了自校准和观测两种工作模式。自校准模式基于相关光子定标获得装置的探测效率,观测模式测量目标光源得到的光子计数率,根据辐亮度测量方程得到目标光源的绝对辐亮度。本文对相关光子源、单光子探测器和符合测量装置的性能进行测试,分析相关光子定标的性能参数对定标结果的影响。搭建了相关光子的光谱分布测试装置,测量了 460nm～1000 nm波段的出射角度和数率分布。通过单色仪分光和符合测量实现了 580 nm～910 nm宽波段范围的时间相关性,为相关光子的宽谱段定标提供了依据。测量了单光子探测器死时间、后脉冲和暗计数等影响测量精度的技术参数,分析了高光子计数率下死时间和后脉冲等参数对相关光子定标精度的影响。开展了时间数字转换和时间幅度转换两种符合测量方法的比对测量实验,定标了105s-1～106 s-1光子计数率下通道探测效率,分析两种方法的修正因子,修正后两种方法定标结果在106 s-1光子计数率的相对偏差从1.39%降低到0.13%,提高了相关光子定标精度。本文开展了单色积分球光源的绝对辐亮度测量实验,推导了绝对辐亮度测量方程,测量了通道探测效率、光子计数率和立体角等方程中的参数,对自校准模式和观测模式的光谱带宽、线性和偏振特性等修正量进行评估。分析测量的不确定度来源,得到的不确定度为1.8%。通过在光路中插入衰减片和更换单光子探测器,模拟了 70%的系统光电衰变,获得的绝对辐亮度测量相对标准偏差小于0.38%,验证了相关光子定标能够校正系统自身衰变的技术特色。本文开展了基于两种定标体制的绝对辐亮度测量比对实验,采用溯源于低温辐射计的参考标准辐射计与基于相关光子定标的装置进行比对,测量目标光源的绝对辐亮度值,两者测量结果的相对偏差小于0.7%,归一化偏差En小于1,说明基于相关光子定标的绝对辐亮度测量可以实现与目前最高计量标准相当的不确定度,为进一步发展和应用这种新型定标技术提供了直接的实验研究支持。