为开发回旋超辐射在毫米波和亚毫米波超辐射高功率微波源中的优势，采用3维PIC粒子模拟对回旋超辐射的工作特性进行了分析，并在此基础上优化设计了器件结构及工作参数范围。模拟表明，微波峰值功率与电子束脉宽在一定范围内成平方关系，符合超辐射的典型特征。初步实验在210kV，250A的电子束参数下获得了6Mw的微波峰值功率输出，工作频率37．2GHz，模式为TE01，与粒子模拟的结果基本一致。

利用PPG-Ⅰ脉冲功率装置（500 kV,400 kA,100 ns）驱动X箍缩负载,得到了μm量级的亚纳秒脉冲X射线辐射点源。在阴阳极轴线和回流柱上同时安装X箍缩负载,前者可作为背光照相的X射线点源;后者可作为被拍照的目标X箍缩。获得了X箍缩发展过程不同时刻的时间序列图像,在背光照相的图像中可以清晰观察到X箍缩交叉点处等离子体的外爆、箍缩以及最终的崩溃阶段。将阴阳极轴线上的X箍缩负载用Z箍缩丝阵负载代替,实现了对丝阵负载Z箍缩放电起始阶段的X射线背光照相,观察到了最初的各单丝电爆炸、等离子体膨胀及融合过程,同时观察到了双丝Z箍缩发展过程中的等离子体不稳定性。实验结果有助于深入理解Z箍缩发展的物理过程,同时可为有效的模拟建模分析提供基本的实验数据。

对超高速摄影仪转镜进行了谐响应数值分析,得到转镜在正弦周期激励下的幅频响应曲线、应力等值线图。转镜的幅频响应曲线在354 Hz处出现峰值,一阶扭转和二阶弯曲共振带出现了叠加,在1 600Hz处曲线有细微的波动,转镜在一阶弯曲共振点处的幅频曲线幅值远大于其在1 600 Hz处的幅值,共振点处的等效应力是其匀速运转时的358倍。在转镜试验测试系统上测得的转镜幅频曲线在297 Hz和355 Hz处均出现了峰值,数值解和实验结果能够很好地吻合。这说明转镜的一阶弯曲固有频率共振带是转镜的危险速度带,一阶弯曲是转镜出现动力学破坏的主要原因。仿真结果与实验结果的一致性表明,利用数值方法预测转镜的设计能否成功克服受迫振动引起的破坏是有效的。

结构稳定性是ICF驱动器一个重要的设计指标。根据激光原型装置（TIL）多程放大、框架式设计的特点，结合矩阵光学对单个光学元件对光束漂移的影响进行了分析，综合不同光学元件对光束漂移的影响，建立了光学元件稳定性指标分配的数学模型，根据原型装置特点对数学模型中各参数之间的关系进行了确定，求解得到了装置内各个光学元件的稳定性指标，以此作为光机系统结构稳定性的设计要求。经过对原型装置光路稳定性指标的测试，光路稳定性漂移x方向和y方向均方根值为2．78μm，峰谷偏差值x方向和y方向分别为14．4μm和15．60μm。结果表明原型装置结构稳定性漂移满足设计要求，稳定性指标划分方法合理。

利用Needle合成法与Conjugate graduate精炼法,并基于Thelen和Costich的理论选择初始膜系的材料和结构,设计了532,633和1315 nm三波长消偏振平板型分光膜。结果表明,此膜系在（532±10）,（633±10）和（1315±10）nm范围内的偏振分离都非常小。对于532,633和1315 nm 3个波长位置的消偏振要求,入射角的合理变化范围可以是45±2°。

利用傅里叶模式理论分析了具有高衍射效率的全内反射式衍射光栅在TE和TM偏振态下的近场光分布特点，讨论了光栅结构参数以及入射角度对光栅内电场增强的影响。结果表明：全内反射光栅内部电场分布对偏振态较敏感，光栅槽深和占宽比对电场增强影响较小，光栅内的峰值电场随光栅周期增大而增大，并且峰值电场随着入射角度的增大而减小。在应用于高功率激光时，降低光栅内部的电场增强可以有效降低损伤风险。

编组站是靶场光路传输系统的重要组成部分，编组站镜架的稳定性对光路的传输有着直接的影响。为了分析微振动对光束指向性的影响，采用有限元分析软件建立镜架的有限元模型，将数字式地震仪测得的镜架安装平台的速度功率谱密度函数作为载荷施加到分析模型上，计算得到了编组站光学元件（A，B，C，D）在基座微振动激励作用下的转角漂移分别为0．338，0．327，0．289，0．241urad，均小于稳定性指标0．460urad的要求；采用加速度传感器对光学元件A的转角漂移测试结果为0．340urad，与分析结果的误差为0．6％，说明所采用的计算分析方法是有效的，为精密镜架的设计分析提供了有效的方法。

提出了一种基于圆柱面石英透射弯晶的晶体谱仪，主要用于诊断10～60keV范围的硬X射线光谱。石英弯晶的曲率半径为112mm．晶格常数为0．4256nm。实验利用Mo靶X射线管作为点光源，晶体与光源距离700mm，采用成像板作为记录介质．获得了清晰的光谱图像。Mo的两条特征谱线以光轴为中心线对称分布，谱线的位置与理论计算符合得很好。误差分析表明，实际测量值与理论值的偏差主要来源于瞄准精度。

为评定光斑环围参量（包括环围功率和环围尺寸）阵列测试法的测量不确定度,给出了环围参量一般形式的定义和连续形式的计算表达式,归纳并比较了阵列测试法下光斑环围参量的3种常用计算方法,即近似环围功率法、准确环围功率法和等效环围尺寸法,给出了零阶近似下环围参量离散形式的计算表达式。根据不确定度传递律,推导了基于等效环围尺寸法的环围参量测量不确定度的一般表达式,讨论了常见简化条件下的环围参量测量不确定度表达式。建立了光斑环围参量计算及其不确定度评定的一套较完整的方法。以强度为高斯分布的光斑为例,得到了简化条件下的环围参量测量不确定度的解析表达式,并用数值模拟法验证了其正确性。

为得到一种对可见光不响应而在辐射探测范围内平响应的X射线探测器,研究了一种化学气相沉积金刚石X射线探测技术,以作为硅与真空X射线二极管探测技术的补充。首先对化学气相沉积金刚石进行品质检测,利用两种规格的金刚石集成制作出X射线探测器,之后在8 ps激光器装置上开展了探测器的时间响应等性能研究。实验结果表明：探测器系统前沿响应时间可达60 ps,半高全宽可达120 ps,与真空X射线二极管探测系统时间特性一致,可以满足ICF实验对X射线辐射测量的应用。