具备高分辨能力（约5 μm）的Kirkpatrick-Baez（KB）显微镜大幅提升了芯部自发光诊断图像的空间分辨率，准确评估诊断不确定度有利于开展内爆对称性调谐，提高内爆性能。建立了针对KB显微镜的在线不确定度评估方法，详细分析了其在线背光照相实验中的图像分辨率和噪声，并对内爆物理实验中的芯部自发光数据进行了不确定度评估。结果显示，芯部自发光P₂不确定度为6%，P₄不对称性的不确定度为8%，满足了现阶段内爆物理实验的诊断需求。

以实验室中的X射线管作为光源，配合CMOS 探测器涂层闪烁体纤维面板实时在线记录设备，建立了柱面弯晶检测平台。通过高精度的同轴转台设计，将整个柱面弯晶曲面转换为多个线段区间来分别进行检测，并对光路排布以及谱线的位置移动进行了解析计算。选用铁靶材X射线管（ $K_\alpha$特征谱线波长为0.193 6 nm）作为实验光源，曲率半径120 mm的石英柱面弯晶作为样品，实验获得了清晰的铁特征谱线(Fe-K_α和Fe-K_β)。通过分析柱面弯晶上9个采样位置的图像，发现Fe-K_α谱线位置移动了96 μm，对应的半径偏差为40 μm， $\Delta {R}/{R}$为0.033%。经过检测的石英柱面弯晶已经在大型激光装置上应用，并获得高质量的光谱图像，证明了该实验方法对柱面弯晶品质检测的有效性。

平响应X射线二极管目前已经广泛应用在国内外大型激光装置，用于角分布X射线辐射流的测量。在实际实验中，平响应X射线二极管会对整形脉冲驱动辐射源产生台阶变化的辐射流图像进行测量。为了保证信噪比良好，单一信号会接入示波器多通道，然后对不同通道信号进行数据处理，并且拼接得到最后信噪比很好的图像。该研究主要对这种数据处理方式进行了介绍，并给出了理论计算，同时对低温辐射流还原计算中的一种偏差做了理论近似和数值模拟，得到了偏差的相对不确定度。耦合所有因素的不确定度，得到了平响应X射线二极管的整体不确定度随辐射温度的变化曲线，实现了精密化诊断，完成了实验对于诊断的需求。

介绍了惯性约束聚变研究中X射线线谱诊断与各物理量之间关系，并对X射线晶体谱仪诊断方式及诊断原理进行了简要说明。针对不同类型诊断，介绍了常用不同类型衍射晶体的作用与原理。此外，介绍了最近开展的一种新型变锥面弯晶X射线诊断方法研究，此方法拥有高集光效率的同时，保证了后端接收装置的精巧耦合，减小了像差。以变锥面弯晶衍射特性研究为出发点，开发了一个X射线任意面型晶体衍射追迹仿真软件X-Chase，并以国内某大型激光装置类H、类He线的变锥面晶体诊断为例进行了计算演示，数值模拟结果显示了变锥面晶体具有很好的聚焦效果。

惯性约束聚变实验对数据测量精度有着很高的要求，诊断设备需要向绝对测量的方向发展，对标定提出了很高的要求。北京同步辐射装置（BSRF）提供了良好的标定光源，其光源特性，如高次谐波份额的数值研究，对标定工作和ICF精密诊断十分重要。通过测量BSRF上4B7B光束线的软X射线源上带有或不带有滤片的标准探测器的电流，研究了不同滤片对单色X射线的透射率曲线，并建立了拟合的理论透射率曲线。根据数据分析，计算出单色光源中二次谐波的比例。实验结果显示，二次谐波在软X射线能段主要集中在180~300 eV以及450~800 eV，所占份额大部分在15%以下，最大可达到25%左右。利用测量的高次谐波份额，开展了对平响应滤片透过率以及X射线二极管灵敏度的修正工作，修正后的结果和理论相符，极大地提高了诊断设备精密诊断能力。完整的理论模型和实验相互验证，说明基于滤片的高次谐波份额测量技术目前已经成熟并且具有广阔的应用前景。

In spectral diagnostic physics experiments of inertial confinement fusion, the spectral signal is weak due to the low diffraction efficiency when using bent crystals. A spectral diagnostic instrument with high efficiency and wide spectral range is urgently needed. A multi-curvature bent crystal with multi-energy focusing ability is proposed based on the traditional conical crystal geometry. It has advantages of wide spectral range, strong focusing ability, and high spectral resolution. It also can eliminate the imaging aberration in principle due to rotational symmetry for the incoming X rays. A spectral diagnostic experiment based on a fabricated multi-curvature α-quartz crystal was accomplished using a titanium X-ray tube of the bent crystal, and the corresponding experimental data using a plane α-quartz crystal was also acquired to demonstrate the strong focusing ability. The result shows that the Kα intensity of the multi-curvature α-quartz crystal is 157 times greater than that of the plane crystal, and the corresponding energy range is about 4.51–5.14 keV. This diagnostic instrument could be combined with a streak camera at a vertical direction so as to intensify the diffracted X-ray signal with a wide spectral range.