基于光传输的多叉树原理，研究了用于惯性约束聚变的高功率激光装置终端光学系统中多级衍射和多次反射杂散光与鬼点分布，根据光线经色分离光栅的传播规律进行了实际鬼光路计算，对聚焦透镜、色分离光栅、防护片组成的光学系统产生的杂散光及会聚鬼点进行了全面分析，得出三次谐波鬼点620个，二次谐波和基频光的会聚鬼点相对较少。分析表明非球面的一次反射鬼点最具威胁，大角度衍射和倾斜平面反射使大量鬼点向系统外部移动，并增大鬼光束的像差，减小其危害。这种方法可以以动态数据结构捕捉全部鬼点，并获得鬼光束结构。

当光学系统中存在衍射元件时,特别是高功率激光光学系统中,由于多级衍射和多次反射的存在,因此系统中将会产生危害性的杂散光和鬼像.提出了一种用于衍射光学元件杂散光分析的树形数据结构,树的每一个结点描述了系统中两个表面之间传输的光束参数,并且根据光路计算结果,动态地开辟内存空间存放杂散光和鬼像的位置、能量等数据.对含1个衍射面和7个常规面的光学系统作了实例计算,表明用这种数据结构可以全面分析系统中的杂散光,给出鬼像位置和估计鬼像能量.当取最高反射次数为4次,衍射级为0到±5级时,运行时间在1s以内,成功地分析了该红外光学系统的鬼像.

通过在光程差中增加相位校正项,重新推导了更为完善的压缩器各阶色散解析式。并对压缩器的各阶色散作了光线追迹的模拟计算,得到与解析式完全一致的计算结果,从而验证了解析式的正确性。基于解析式和光线追迹的方法,更加系统完善地对比较常用的Offner展宽器的各阶色散进行了研究,分析了入射角、光栅与凹面镜距离对其各阶色散及剩余各阶色散的影响。同时,还对非匹配的展宽压缩系统的剩余色散的影响因素进行了讨论。

利用脉宽为10ns、波长为1064nm的激光脉冲聚焦通过K9玻璃的方法，研究了玻璃的损伤形貌与高强度纳秒激光脉冲聚焦位置的关系。当激光脉冲聚焦在样品中心时，吸收能量随着入射能量的增加呈线性增长，玻璃的破坏范围不断扩大；当激光脉冲聚焦在样品表面时，吸收能量随着入射能量的增加呈先增长而后减小最终趋于平稳，玻璃表面的破坏范围也是先增大而后减小趋于平稳，这主要是由于空气被击穿而吸收大量能量引起的。