对空心玻璃微球(HGM)在高温充气过程中的表面形貌进行了研究。分析局部晶化出现的时间和条件，并通过其表面形貌、成分分析探究了其随时间的变化规律。研究结果表明：影响HGM高温充气后表面形貌的因素主要有充气温度和充气压力；充气温度越高、压力越大表面形貌发生变化所需时间越短。导致表面形貌变化的本质原因是结晶分相，结晶成分主要由Na,B等元素组成。HGM的表面结晶分相使其表面粗糙度大幅度升高，但随着脱离充气环境后放置时间的延长而又逐渐降低。其表面粗糙度降低的主要原因是Na,B等元素的逆向迁移。

研究了以氯化亚铁为主盐的电镀铁工艺，通过扫描电子显微镜微观形貌分析，铁镀层具有均匀致密结构，铁晶体具有较小的尺寸。通过X射线衍射测试发现，铝基底对铁镀层具有明显的诱导作用，然而随着沉积时间的增加，铁镀层逐渐趋向于Fe（211）晶面择优取向。采用第一性原理计算了不同晶面的表面能，铁晶体不同晶面的表面能依次为Fe（211）＜ Fe（110）＜Fe（200），这很好地解释了Fe（211）晶面择优取向使体系的整体能量降低，有益于铁镀层的稳定性。

为了研究等离子体各向异性及确定高温等离子体中电子束的存在，研制了X射线极化晶体谱仪，探讨了极化光谱学的理论，推演了X射线极化度的计算方法.谱仪能够在两个相互垂直的方向分别对X射线进行探测，垂直方向晶体分析器使用云母球面晶体，水平方向为PET平面晶体，摄谱元件采用成像板.在激光聚变研究中心2×10 J激光装置上进行了摄谱实验.实验结果表明,PET晶体分光效果理想，获得了铝的类He共振线(w)、磁四级M2跃迁x线、互组合跃迁y线以及禁戒谱线z线，适合于研究X射线极化光谱学；云母晶体得到铝的类He共振线，其伴线光谱不明显.分析了谱仪垂直方向信号微弱的原因，提出了改进极化晶体谱仪的方案.

针对波长为0.5～0.8 nm的激光等离子体X射线极化度的诊断, 研制了一种新型适用的基于空间分辨的极化谱仪。在极化谱仪内的垂直和水平通道上分别布置正交的季戊四醇(PET)晶体色散元件。信号采用成像板进行接收, 有效接收面积为30 mm×80 mm, 从等离子体光源经晶体到成像板的光程长为240 mm。通过实验成像板获得了铝激光等离子体X射线的光谱空间分辨信号, 分析了获得的类氦谱线和类锂伴线并计算其极化度, 并分析了负极化的原因。实验结果表明该谱仪获得的X射线极化度测量值与理论值相符, 适合激光等离子体X射线极化光谱的诊断。

A new high spectral resolution crystal spectrometer is designed to measure very low emissive X-ray spectra of laser-produced plasma in [EQUATION] nm range. A large open aperture ([EQUATION] (mm)) mica (002) spherically bent crystal with curvature radius [EQUATION] mm is used as dispersive and focusing element. The imaging plate is employed to obtain high spectral resolution with effective area of [EQUATION] (mm). The long designed path of the X-ray spectrometer beam is 980 mm from the source to the detector via the crystal. Experiment is carried out at a 20-J laser facility. X-ray spectra in an absolute intensity scale is obtained from Al laser-produced plasmas created by laser energy of 6.78 J. Samples of spectra obtained with spectral resolution of up to [EQUATION] are presented. The results clearly show that the device is good to diagnose laser high-density plasmas.

针对Z箍缩等离子体辐射的X射线光谱极化信息,研制了适用于Z箍缩装置的X射线晶体谱仪。分光晶体使用云母(002)材料,布拉格衍射角范围为30°～60°。利用该谱仪在相互正交的方向分别对等离子体发射的X射线进行检测,用X射线胶片接收光谱信号。探测实验在中物院阳加速器装置上进行,实验结果表明,谱仪在相互正交的两个方向都获取了氩的类氦谱线。对比两方向X射线强度,有显著的差别。计算了氩的类氦共振线w、磁四级M2跃迁x线、互组合跃迁y线及禁戒谱线z线的极化度,实验证明Z箍缩等离子体具有明显的各项异性。

利用自聚焦原理,研制了一种新型的球面弯晶谱仪.晶体分析器采用云母材料,其弯曲半径为380 mm,布拉格角为51°.利用成像板接收光谱信号,其有效面积为30 mm×80 mm,从等离子体源经晶体到成像板的光程长为980 mm.物理实验在中国工程物理研究院激光聚变研究中心20 J激光装置上进行,入射激光能量为6.78 J,成像板获得了铝激光等离子体X射线的光谱空间分辨信号.球面云母弯晶谱仪的光谱分辨率达到1 000～1 500,在相同环境放置的PET平晶的光谱分辨率为50～100.结果表明:球面弯晶具有较高的光谱分辨率和信噪比,适合于激光等离子体X射线的光谱学研究.

研制了一种新型的基于空间分辨的激光等离子体X射线极化谱仪.将平面晶体和球面弯晶色散元件在极化谱仪内正交布置,即在水平通道用PET平面晶体作为色散元件,在垂直通道用半径为380 mm的Mica球面弯晶作为色散元件.信号采用成像板进行接收,有效接收面积为30 mm×80 mm,从等离子体光源经晶体到成像板的光路为980 mm.实验中成像板获得了铝激光等离子体X射线的光谱空间分辨信号.实验结果表明:该极化谱仪具有较高的光谱分辨率,适用于激光等离子体X射线极化光谱的诊断.

根据扩展的相对论多组态Dirac-Fock理论计算得到的Au47+～Au53+离子的平均离子寿命、能级能量和能级简并度,计算了各离子的电离速率常数、复合速率常数和配分函数,并由此得到了离于间的电离-复合平衡常数.基于这些数据,利用电离复合动力学方法研究了金等离子体內7离子系统在一定电子温度和电子密度下的电荷态分布和平均离化度.并给出了Au47～Au53+的离子丰度与电子温度和电子密度的函数关系.

利用X光谱仪用平面镜备件以及实验室常用五维调节架,设计了X光平面镜与X光分幅相机配接的探索方案,并对系统调节中各元件调节误差带来的影响进行了一定的分析,详细描述了系统的瞄准调节方法和过程.利用激光打靶实验,对X光平面镜与X光分幅相机的配接方法进行了检验.实验过程和结果表明,该方法系统结构和实施都较为简单,可以比较容易地在分幅相机微带上获得经平面镜反射的靶目标针孔像,实现～50 ps的时间分辨、10～20 μm的空间分辨及几十倍的能量分辨.