激光惯性约束聚变（ICF）装置靶室内环境复杂，激光打靶产生的电离辐射和电磁辐射都会在靶室内线缆上产生耦合电流，从而对信号产生干扰。使用自主编写的仿真代码和CST软件对两种屏蔽线缆的辐射响应进行计算，并在神光-Ⅲ靶室内进行辐照实验，对实验结果进行初步分析比较，发现RG142线缆的电磁辐射响应小，电离辐射响应大，CERN SPA6线缆正好相反。最后，根据耦合规律提出了一种线缆的复合屏蔽结构。

为了探索纳秒级激光惯性约束装置靶室内电磁脉冲(EMP)的物理规律,实验室利用自主研发的EMPIC-2D计算软件开展数值模拟研究。软件将激光与靶作用后产生的逃逸电子作为输入参数,将电磁脉冲强度随时间的变化作为输出。模拟结果发现,纳秒级激光打靶产生的逃逸电子激发的EMP的频率主要分布在0 MHz~2 GHz之间,随着出射波形宽度的变宽,纳秒级激光产生的EMP的高频信号成分减少,而低频成分变化较小;在靠近靶的位置,随着出射时间的延长(1~10 ns),电磁场峰值逐渐降低;与皮秒级激光的模拟结果比较发现,纳秒级激光产生的电磁场的强度较小,低频成分与皮秒级相似,而大于1 GHz的高频成分大量减少。

针对靶室内的强电磁脉冲(EMP)环境开展理论研究。按照物理机理的不同,将靶室内的EMP环境分为逃逸超热电子激励的EMP、腔体系统电磁脉冲(SGEMP)和线缆SGEMP三大类。分别建立物理模型和数学模型,采用时域有限差分、粒子模拟以及蒙特卡罗算法进行模拟研究,仿真与实验结果吻合较好,该结果为深入研究激光-靶物理过程的电磁现象,以及提高装置电磁兼容能力提供了技术支撑。

强电磁脉冲普遍存在于高能激光、X光装置和未来战场等环境中,这种恶劣的环境会对电子学设备,尤其是承载特定任务而无法增加屏蔽手段的光学成像设备造成严重威胁。选用数码相机和分立的电荷耦合器件(CCD)摄像系统作为典型的效应物,开展了光学成像设备在不同强电磁脉冲环境下的效应实验研究。通过实验观察到了成像设备功能异常、成像质量下降甚至端口部件烧毁等效应。对实验中观察到的效应及其发生的电磁场环境数据进行总结分析,提出了应用于特定环境阈值下设备的失效概率,即概率阈值的概念来衡量设备在恶劣环境下的生存状态的观点,并给出了CCD成像系统的概率阈值曲线,最后对此类型实验的开展和效应数据处理方法进行了探讨。本研究结果能为成像设备在强电磁环境下的状态评估及防护技术研究提供数据支撑和参考依据。

X射线照射金属腔体后，会在内部空间中发射出大量光电子，从而产生很强的系统电磁脉冲(SGEMP)。激光惯性约束聚变(ICF)装置内的X射线环境非常复杂，在靶室内工作的诊断设备即使有良好的电磁屏蔽，仍会面临严重的SGEMP干扰。以神光-III(SG-III)装置靶室内部的X射线环境为背景，采用时偏时域有限差分(FDTD)方法和粒子模拟(PIC)方法对二维圆柱腔体模型内部的SGEMP进行数值模拟。针对电磁场的振荡现象，在传统的粒子模拟算法基础上采用时偏方法进行滤波，去除了高频误差对计算的影响，结果更加准确。最后，得到的SG-III装置靶室内SGEMP干扰约为1.5 MV/m。

激光惯性约束聚变研究中，高功率激光器靶室中强激光-靶物质作用产生的高能电子的运动、X 射线与周围物质作用产生的置换电流将激励出强电磁脉冲，场强幅值高达几万V/m，频率达GHz 量级，能库等工作区域大电流、大电压的快速变化过程也将辐射电磁场，这些电磁脉冲对电子设备将产生各种电磁耦合效应，影响控制时序、测量数据的准确性，严重的甚至使仪器设备毁坏，这种电磁脉冲对生物组织具有损伤效应。本文详细介绍了国内外高功率激光装置电磁环境的理论与实验研究进展情况。

为研究高功率微波与复杂系统的耦合问题,提出了随机拓扑方法。该方法是一种新的系统级电磁敏感度分析预测方法,它结合电磁拓扑理论和随机耦合模型理论,可对包含多个腔体的复杂系统的短波电磁耦合问题进行统计分析。介绍了随机拓扑方法的理论基础,并利用计算机机箱搭建了双腔体和多腔体实验平台。使用该方法对目标位置处感应电压的统计分布进行了预测,并与其他方法得到的感应电压分布进行了比较,其结果基本一致,从而证明了该方法的可行性和准确性。