设计了一种并联双晶体高速快脉冲源，用于激光物理实验中预脉冲的高速削波。该削波脉冲源采用升压工作模式，由光电转换模块、高压电源模块、开关器件及电路等部分组成。光电转换模块将光信号转变为开关通断信号，用于控制高压脉冲输出；集成的高压电源模块和开关器件简化了电路设计，增加了该电源的可靠性；设计合理的开关电路和元件参数，保证稳定输出符合要求的高压脉冲波形。该快脉冲源的输出脉冲幅度大于4 000 V，下降沿小于10 ns，时间抖动小于1 ns，已成功用于激光物理实验预脉冲的削波。

提出了一种用于大型激光装置的精密同步系统总体架构技术。该技术采用时钟及数据恢复、光级联技术成功地实现了多数量、多种类同步触发信号的有序组合, 保证了同步触发信号的精度, 获得的ps级精密同步触发信号的时间间隔抖动为: 峰峰抖动小于100 ps, 均方根值小于10 ps。

详细介绍了高压电平及台阶宽度可调的三台阶快脉冲产生的技术方案，实现了快脉冲的台阶电平200~700 V范围内可调，台阶宽度100 μs 范围内可调。实验结果表明该技术方案能输出满意的脉冲波形。以此台阶脉冲信号为单纵模激光器提供驱动，调节三台阶快脉冲的幅度和持续时间，单纵模激光器可以获得平滑稳定、低抖动的输出波形。该技术可应用于高功率固体激光驱动器以及其他需要多台阶高压可调快脉冲发生器的设计中。

神光-Ⅲ主机装置多束光脉冲之间的同步时序控制是通过三台任意波形发生器来实现的。提出由同步系统提供外时钟、外触发信号来实现三台任意波形发生器同步工作，并通过闭环监控手段来解决任意波形发生器开关机、重新加载时间波形后的相位跳变问题。实验验证证明采用该技术方案能够实现三台任意波形发生器的同步工作，保证了神光-Ⅲ主机装置高速时序的低抖动控制。

对大型高功率激光器控制系统的工作环境和应用特点进行了研究和分析。结合kJ脉冲激光器控制系统设计实例，介绍了一套优化的高可靠性控制系统模型。以以太网和EtherCAT总线为基本框架，设计了开放异构的分布式计算机控制系统，软件是基于CORBA中间件C/S调用模式的三层结构体系。能适应kJ脉冲激光器控制对象分布分散、电磁环境恶劣的特点，对整个激光器控制对象进行有序控制，满足装置正常打靶运行要求。

通过离线实验指出了神光Ⅲ主机装置联机调试阶段中限制系统隔离比提高的主要因素来自于转角体结构中反射膜引入的退偏效应。从膜系理论出发建立了神光Ⅲ主机装置中的转角体结构的反射系数的计算模型，进而通过计算指出了退偏效应的主要来源是反射膜层厚度的偏差，然后通过数值计算与离线实验结果的对比确定了转角体结构中各个反射镜的反射系数。由此得到了转角体结构的总反射系数及其造成的神光Ⅲ主机装置系统隔离比的提升上限和进一步提升系统隔离比的思路。

系统地回顾了有关级联过程导致的各种非线性效应的工作，指出了级联效应可导致不同光谱成分间出现能量转移现象，且二阶级联过程中产生的白光还能够提供种子光进而得到基于参量放大过程的宽带锥形辐射。在此基础上，进一步研究了入射的基频波长对于超连续白光能量转移效果及产生倍频效率的影响以及二阶级联过程引起的偏振调制现象，指出当入射波长越靠近相位匹配波长时倍频效率越高，发现二阶级联效应还可以引起显著的基频光偏振调制。

锥形空间滤波孔是一种应用于高功率固体激光装置空间滤波的新型结构滤波小孔，其内部光滑的锥形结构可以有效滤除光束中的高频成分且避免等离子堵孔现象的发生。根据神光-Ⅲ主机装置结构特点，设计并加工了适用于主机装置的锥形空间滤波小孔，并开展了应用实验研究。通过与传统的平面结构滤波小孔对比可以看出，锥形小孔有效地避免了等离子体度堵孔现象，在与光束波前补偿技术配合使用条件下，保证光束顺利过孔，并成功实现了基频光7988 J的满能量输出。

随着惯性约束聚变(ICF)激光驱动器的发展，激光光束口径逐渐增加，需要对大口径激光的能量进行精确测量.而目前国内ICF大口径激光能量测量的校准方式无法满足ICF激光装置功率平衡测量的精度要求(测量不确定度不大于2%)。为解决此问题，提出了一种新型的电校准技术，以Bi2Te3-Sb2Te3构成的半导体热电堆作为能量转换器件，进行了以电能量替代激光能量来实现对体吸收型激光能量计的校准技术研究，初步完成了光能量测量和电能校准的理论模型。理论分析结果表明，在室温环境下，使用电加热校准和激光加热校准在热力学上具有等效性，并通过初步的实验，论证了电加热校准技术应用的可行性。

在大型高功率激光系统中, 实时监测对激光能量传输控制起着重要的作用。通过对激光能量的实时检测, 可以准确判断高功率激光装置系统中每一个环节的工作状态, 对保证激光装置的正常运行, 缩短装置的发射周期, 提高激光装置的工作效率有着重要意义。而激光能量测量的线性度对激光能量测量准确度有着直接的影响。在大型激光装置中, 激光光束多、分布广, 且存在严重的电磁干扰和环境温度漂移, 成为影响激光能量测量的线性度、降低激光能量测量精确性的主要因素。利用热电偶材料来完成对激光能量的测量, 并通过改进探头结构和扣除本底、补偿电位的方法来克服激光能量测量中的温度漂移。实验研究表明, 采用本方法测量激光能量的线性度优于2%。