提出了一种光学亚纳秒分幅时间多幅数字图像记录系统,能够满足激光飞片和爆磁箍缩等极端条件下,对频率在108－1010Hz的高速摄影需求。介绍了系统的设计方案和工作原理,提出了制约系统指标的关键技术如精密同步、高速高压脉冲源及解决方案。利用后台集中控制加上高精度的延迟单元提供各子系统的精密同步,利用雪崩三极管阵列构造纳秒和亚纳秒级的高压脉冲源驱动电光晶体偏转,利用8位可编程模拟延迟器件DS1023-25和FPGA器件结合获得ps精度的时间延迟。实验获得了幅度4 000 V、前沿小于5 ns的脉冲,任意时长、ps级精度的同步单元,对各子系统的同步协同工作也进行了调试。

介绍了用于阳加速器上Z箍缩内爆实验诊断的Dante谱仪的结构和通道配置,详细讨论了X射线二极管、掠入射平面反射镜和滤片等主要元器件的标定结果,分析了标定结果与理论计算发生偏差的原因,给出了喷气Z箍缩等离子体辐射的测量结果,X光辐射功率30-40 GW,能量约0.8 kJ,并与闪烁体光电管测量结果进行了比较,差异约20%。

为了减小载体振动对传统差动激光多普勒测速仪（LDV）测速精度的影响,提出了Janus配置的差动LDV,并对其速度测量的相对误差进行了理论分析与数值仿真。结果表明：Janus配置技术可以近似反演出载体上下振动时的俯仰角,并对速度进行补偿;载体上下振动对传统差动LDV的测量精度有较大影响,而对Janus配置的差动LDV的影响较小;在Janus配置的差动LDV中,当存在俯仰角且大小一定时,随着载体上下起伏速度与运行速度比值增大,速度测量的相对误差增大;当载体上下起伏速度与运行速度的比值为0.01,俯仰角小于10°时,Janus配置的差动LDV的速度测量的相对误差小于0.2%。

应用麦克斯韦方程和电子流体方程，利用时域有限差分方法（FDTD）计算模拟了高功率微波（HPM）对大气的电离与击穿；该方法用瞬时电场代替等效电场，时刻更新大气电离击穿过程中的电离频率和碰撞频率，消除了近似解析法未考虑大气电离击穿过程中电场幅度衰减而引起的误差，计算得到击穿阈值大小随海拔高度的变化趋势与文献所得的变化趋势相吻合，其值略大于近似解析解；并通过仿真计算分析了HPM脉冲幅值、脉宽以及海拔高度等参数对大气击穿的影响。

通过分析六氟化硫气体在静态高电压和脉冲高电压作用下的绝缘特性对Marx模块式开关结构和外筒尺寸进行了优化设计,着重优化设计了Marx发生器中的两个关键绝缘部位——开关腔体结构和外金属筒与顶部电容绝缘距离,并通过数值模拟计算,分析了该区域的局部3维电场强度分布。结果表明：最大场强均小于六氟化硫的沿面闪络和电击穿场强阈值。对模块式开关腔和外筒尺寸进行优化得到的绝缘结构满足0.3 MPa下六氟化硫的绝缘要求。

通过分析空间电子与极间电磁场之间的能量交换关系，以及磁绝缘传输线（MITL）横截面上的电磁场总能量变化，给出了量化无损磁绝缘形成过程始末时刻线电压和线电流关系的电磁模型。将模型应用于Z加速器的MITL—A发现：磁绝缘形成过程将导致线电流增加和线电压降低；如果初始时刻的线电流无限大，则终止时刻的线电压和线电流与初始时刻相同；当终止时刻的空间电子电流在线电流中的比例小于10％，则MITL—A终止时刻的线电压和线电流较初始时刻的变化在5％以内。这些现象与定性分析结果一致。

采用同时测量Rayleigh散射和Mie散射混合信号的多普勒频移的单边缘技术,探测低空中(<12 km)的大气风速.由于大气后向散射比Rb值的变化,导致测量结果有很大的误差.详细分析了Rb值的变化对风速测量灵敏度及测量结果的影响,并做出了在不同Rb值情况下的风速测量校正曲线.结果表明随着Rb值的增大,风速测量灵敏度有升高的趋势;随着Rb值偏差的增大,测量的风速误差有增大的趋势;同时,在相同的Rb值偏差情况下,随着径向风速的增大,测量的风速误差也有相应的增大.

利用大气湍流的光学相关函数确定湍流光学相关时间，并在此时间内通过成像系统的光学传递函数修正大气湍流效应后定标大望远镜(500mm口径，500m焦距)系统衍射极限倍数。

国内现有的高功率固体激光装置所使用的非球面聚焦透镜都是用传统方式手工加工而成的,由于手工加工方式的加工精度和进度对人的依赖性很大,势必影响大批量制造时的工程进度.而采用新兴的小磨头数控加工技术则可以避免这些缺点.介绍了首次将小磨头数控加工技术用于非球面聚焦透镜的加工,对其中各项技术,包括典型靶镜参数、机床控制方式、加工运动方式、实验使用参数、检测方式进行了分析,并得到了预期的实验结果.

依据高功率固体激光装置对大口径反射镜附加波前畸变的严格要求,通过选择适合的结构形式、材料及连接方式和支撑位置设计了大口径反射镜支撑结构,并对其进行了优化分析计算和验证性试验。面形精度试验结果表明：装夹引入的附加波前畸变的峰谷值（PV值）约为150nm,小于λ/3（λ=632nm）,结构满足设计指标要求。