利用Gifford—McMahon（G-M）制冷机提供低温源，研制了平面低温冷冻靶系统。该系统最低温度可以达到10K，制冷功率随温度降低而降低，制冷速率可控。其中，在18．6K其制冷功率可以达到6．5w；在14K其制冷功率为3w。利用该系统，初步开展了氩、氢的冷冻实验，并研究了温度对激光惯性约束聚变靶丸结构的影响。获得了氩、氢平面低温冷冻靶，并观察到了低温诱导聚变靶丸形变现象。

以典型的惯性约束聚变（ICF）装置为基础,根据ICF中光传输、光放大和光倍频等原理,建立了一套含自适应光学校正系统的ICF仿真软件。通过比对国内外相应的文献和专业软件的光的线性传播、非线性传播、光的增益、光的倍频等来验证软件仿真的准确性和可靠性。给出了经自适应光学系统校正前后基频光的近场强度和相位分布,3倍频光的近、远场的光强分布,说明自适应光学在提高ICF装置输出光束质量中的作用。该软件的建立将为优化ICF系统中自适应光学的设计提供参考。

建立了不等径双圆筒电极结构的旋转轴对称静电场电子光学聚焦系统模型，利用ANSYS软件，数值模拟了电子束在其内部场中的运动情况，给出了理论计算的像面和最佳成像位置。研究了电极形状、尺寸和负载电压等因素对系统成像特性的影响。得出了各电极负载对聚焦点位置影响的量化关系。研究表明：聚焦极对系统成像的影响比加速极和阳极大；聚焦极负载电压对成像特性的影响比电极尺寸和形状大得多。

提出了直接针对惯性约束聚变（ICF）诊断目标的X射线Kirkpatrick-Baez型显微镜的像差校正和光学设计方法。在校正掠入射细光束像散的基础上，推导了内爆压缩区全视场范围内的垂轴像差表达式，进而构建了系统的空间分辨率预测模型。基于对空间分辨率和集光立体角两个关键指标的分析，结合ICF的实验要求，得到了系统的初始结构参数确定原则和光学设计流程。实例表明，该方法克服了传统的轴上球差评价的不足，设计结果能够同时满足内爆压缩区的视场、分辨率和集光效率的要求。

针对惯性约束聚变激光等离子体诊断系统的特殊需求．提出采用对数型轴锥镜来实现长焦深功能，并采用超高斯边缘匀滑、中心切趾及选择合适的器件参数等方法优化了长焦深器件的性能。模拟实验证明，为了得到满足要求的长焦深、小焦斑、小旁瓣和均匀的轴上及横向光场分布的聚焦光束，对数型轴锥镜的焦深应为3～5mm；元件中心须采用切趾，而且切趾半径应为15～60mm；元件边缘宜采用5阶超高斯匀滑。设计出焦深长达3mm、轴上光强均匀、旁瓣峰值小于中心强度的2％且横向光斑较均匀的长焦深器件，可以满足激光等离子体诊断的要求，并用菲涅耳衍射积分对该元件光场的模拟实验验证了该方法的可行性。

为满足X射线针孔分幅相机在神光Ⅲ原型中的安装与正常测试,在原有分幅相机成像理论的基础上,研制了新型结构门控针孔分幅相机。设计了锥筒针孔成像系统,用于排除系统内杂散光干扰,从而在原型靶室内顺利实现小孔成像。设计了新型分幅像管结构,利用长微带结构充分改善了耦合匹配参数,利用新型荧光屏结构和装夹方式以及两块光纤面板耦合结构,实现在有限空间内成像仍为16幅。使用了屏压脉冲加电方式,使像管使用安全性能大大

介绍了光学条纹相机的扫描速度测试实验和非线性计算过程以及结构、工作原理,并讲述了实验是以YAG染料激光器为光源,利用标准具的精确距离得到相机所测条纹图上相邻两条纹之间的时间间隔,以此推算条纹相机的扫描速度,并用重复测量的方法推算出相机的扫速非线性.

简单叙述了几种可用于ICF实验研究的掠入射软X射线显微镜的主镜结构，详细介绍了Wolter Ⅰ型轴对称掠入射软X射线显微镜的成像原理、系统的主镜参数以及系统中用到的观察瞄准系统的光学方案。