双脉冲双向传输放大构型可对两束激光脉冲沿主放大器空间对称的两个方向同时进行传输放大，有效增加了放大器的储能提取率，在惯性约束聚变激光驱动器领域具有很大的应用价值。通过建立等效光路，推导了两束激光脉冲在传输放大时波前畸变的叠加过程，并对神光-Ⅲ主机装置中的实测数据进行了数值模拟。结果表明,双向传输放大构型下两束激光脉冲的波前面形存在一定差异，波前像差集中在低频段，且三、四程放大时空间滤波器小孔处的激光脉冲和输出激光脉冲的波前畸变较大。为保证输出光束质量和光束通过空间滤波器小孔，必须对主放大器内的波前像差进行补偿控制。这些结论将为双脉冲双向传输放大构型的波前控制方案的设计提供理论指导。

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。