平行光管是安装、调校、测试光学仪器的重要工具之一，也是光学量度仪器中的重要组成部分。为了提高平行光管的测量精度，利用衍射元件的特殊色差特性和像差特性，提出了折射一衍射混合平行光管的设计方案，系统的入瞳口径为80mm，焦距为500mm，系统总长小于550mm。设计结果表明，系统的最大弥散斑直径为5．2um，角分辨率小于4．3＂，在空间频率50lp／mm处，系统的调制传递函数高于0．8，接近衍射极限。

设计了中国科学院近代物理研究所利用兰州重离子研究装置（HIRFL）进行浅层肿瘤临床治疗试验研究中所使用的束流诊断安全控制系统。该系统包括束流强度监测及保护、剂量测量、扫描波形监测及保护3个部分。系统基于PXI系统及LabVIEW软件．给出了该系统的各部分结构。从系统建立时的多次测试结果以及实际临床治疗试验研究时的长期运行结果来看，该束流诊断控制系统在控制辐照剂量以及安全保护方面能够满足当前重离子加速器浅层肿瘤临床治疗试验的基本要求．为试验研究的顺利进行提供了可靠的保证。

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。

用AMK-02型超声波大气参数综合测量仪同时测量了常规气象参数和大气折射率结构常数C2n,分析并找出了该仪器给出的C2n在转换时刻与热丝温度脉动仪的测量结果差异较大的原因,是由于超声波法测量温度脉动精度太低,只能达到0.01K.同时建立了另一种适用于超声波仪计算C2n的方法,即利用该仪器准确的常规气象参数计算C2n,其计算结果与热丝温度脉动仪的测量结果吻合较好.

在建立高斯型连续激光辐照InSb(PV)型探测器物理模型的基础上,采用近似解析解的形式计算了圆柱形InSb靶板的2维温度场.通过数值分析得出了在激光辐照时,InSb(PV)型探测器的温升与时间的关系,并计算出相应的损伤阈值.研究表明:在强激光连续辐照下,半导体材料InSb会发生熔融损伤,且最早发生于迎光面的光斑中心,激光的功率密度越高,造成破坏所需要的时间越短;对于一定厚度胶层的InSb(PV)型探测器,只有强度大于一定阈值的连续激光辐照才可能发生熔融损伤,越薄的胶层对应的损伤阈值越大.为了增加InSb(PV)型探测器抗激光辐照能力,应该减小胶层厚度.采用该理论计算得到不同功率下的InSb熔融时间为1.57 s和4.54 s,与实验得到的2 s和 4～5 s基本吻合.

针对激光器出光过程中腔内像差扰动带来的输出光束质量和光束能量下降问题，分析了腔内像差扰动对非稳腔模式的影响，并采用数值迭代法计算了理想情形和腔内像散扰动对无源正支共焦腔输出模式强度和相位分布的影响，进一步采用Zernike模式法对光束相位进行了像差拟合，得到了前35阶Zernike像差系数、点扩散函数（PSF）分布和环围能量曲线，计算了腔内像散扰动量与远场Strehl比的关系。结果表明：对小菲涅耳数正支共焦腔，腔内像散扰动对输出光束强度和相位分布均有明显影响，相位分布中一些高阶Zerni—ke像差也有所增大。因此在进行腔内像差校正时，应优先考虑此类像差的校正。

对相干合成型和非相干合成型高能光纤激光系统进行了分析与比较。引入光束传输因子（BPF）作为合成光束的光束质量评价因子,计算了单元光束质量、大气传输、跟踪抖动、相位控制等因素对合成光束质量的影响。对高能光纤激光系统的未来发展趋势进行了初步探讨。

通过对螺旋带行波管带上表面电流的Chebyshev展开，得出了色散关系，求出了电场分量和磁场分量的表达式，进而求得了耦合阻抗和耦合磁导纳。计算并分析了一个典型结构的纵向电磁场分量，由这些分量得出的耦合阻抗与Chernin等的结果有很好的一致性，说明了电场表达式的有效性。场表达式可应用于3维行波管CAD的程序编写，耦合磁导纳的计算程序更是行波管CAD不可缺少的部分。

研究了密度梯度对瑞利一泰勒不稳定性的致稳作用，采用有限元算法求解钱得拉塞卡方程本征值问题，得到不同密度分布下理想不可压流体力学量的扰动线性增长率及扰动速度分布。扰动增长率结果与修正的Lindl公式的计算结果比较发现：扰动分布的峰值位于密度梯度标长的取值位置处，波长与密度标长可比拟时，扰动增长率显著偏离Lindl公式，而长波和短波极限情况下，数值解和Lindl公式符合较好。

对工作于扫描状态下的飞秒电子衍射系统电子枪偏转量的计算方法作了理论研究，讨论了超快电子脉冲的测量方法，比较了相对论效应对电子束的偏转量及对电子束脉冲宽度的计算结果的影响，并做了相应的数值计算。计算结果显示，在忽略了电场的边缘效应等因素后，电子束轴向速度的相对论修正与否对偏转距离和电子束脉冲宽度的影响分别达到61．4mm和65fs。研究结果对超快电子枪偏转扫描系统的设计、对超短电子脉冲宽度的测量方法，尤其是对超短电子脉冲宽度的测量过程中的同步实验具有一定的指导意义。