在神光Ⅱ激光装置上, 利用激光加热金腔产生的X射线辐射场加热Fe/Al样品, 随后用激光探针光入射Fe/Al等离子体并在90°散射方向采集散射光谱, 同时也记录下了样品的自发辐射光谱。实验观察到了清晰的散射光谱以及Fe等离子体自发辐射光谱, 诊断结果表明, Fe/Al等离子体的平均电子温度为360 eV, Fe的平均电离度为18.8。

激光间接驱动惯性约束聚变利用辐射烧蚀驱动靶丸球形内爆, 在减速阶段将内爆动能转化成热斑内能, 同时压缩燃料, 达到点火条件, 实现聚变点火。根据目前认识, 影响内爆压缩过程的主要因素包括内爆对称性、燃料熵增因子、内爆速度和混合。内爆物理实验研究的目的是发展对上述影响因素的实验表征方法, 获取这些影响因素随靶设计参数的变化规律, 建立相应的实验调控能力, 最终达到不断提升内爆性能的目的。为此, 在内爆对称性方面, 开展了Bi球自发光实验, 用于研究点火脉冲前2 ns驱动不对称性; 在内爆速度方面, 开展了球面弯晶单能流线实验, 测量得到内爆速度和剩余质量随时间的变化; 在混合方面, 开展了内壳层示踪涂层内爆混合实验, 测量得到环形发光图像。为考察综合内爆性能, 在神光Ⅱ和神光Ⅲ原型装置上开展了DT内爆实验, 获得了中子产额随初始靶参数的变化规律。

在激光间接驱动惯性约束聚变(ICF)领域中, 获得具有极高空间分辨率(优于5 μm)的X射线辐射图像, 是研究烧蚀不稳定性、内爆流线等关键物理过程的数据基础。基于掠入射反射式成像原理的Kirkpatrick-Baez(KB)显微成像系统作为一种具有高空间分辨率和集光效率的X射线显微诊断设备, 目前已成为国际ICF装置的X射线关键诊断设备。在神光Ⅱ和神光Ⅲ原型装置条件上开展了KB诊断技术及设备的研究, 在KB系统的光学设计、光学元件和物镜与系统装调技术等方面取得了许多重要进展, 研制了大视场KB、多色KB等高分辨率X射线显微成像系统。这些系统已应用于我国的ICF内爆芯部发光和流线测量、流体不稳定增长测量等实验中, 为关键物理量的测量提供了高空间分辨率的清晰图像。

为了满足激光等离子体X射线光谱测量的需要，提出了一种利用平面晶体谱仪记录得到的弯曲谱线来进行波长标定的新方法。传统的参考谱线法需要已知两条以上谱线的确切波长才能进行波长标定，而利用弯曲谱线可以在不知道任何谱线信息的情况下进行波长标定。通过对实验中所获得的铝等离子体Heα自发射谱线弯曲图像的分析，得到在目前所使用的谱仪条件下，该方法的波长定标精度可以达到2×10-4 nm。

美国在国家点火攻关计划(NIC)的实施尽管未能实现点火目标,但建立了前所未有的点火靶物理精密实验能力,深化了点火靶物理认识,进一步明确了需要进一步解决的关键问题。激光聚变研究中心利用神光Ⅱ和神光Ⅲ原型装置条件,围绕黑腔等离子体能量学和内爆动力学开展实验与诊断技术研究,部分关键诊断技术取得突破,精密的实验能力显著增强,进一步丰富的配套实验结果在深化靶物理认识和校验数值模拟程序方面发挥了重要作用。

利用空间分划的平衡辐射输运方程, 结合Multi1D辐射流体程序计算了辐射驱动内爆芯部的X光发射空间分布, 计算结果表明：高能X光的发射区域随X光子能量的增大而减小, 低能X光的发射区域随X光子能量的减小而减小。考虑芯部中间区域和芯部边缘区域物质的不透明度, 利用遗传算法计算了芯部的温度空间分布, 并与模拟结果作了比较, 二者的不确定度小于4%。

在神光Ⅱ和神光Ⅲ原型装置上采用了辐射驱动冲击波速度被动式测量技术，对冲击波发光图像信噪比进行了理论分析和实验研究，结果表明：靶室内杂散光比冲击波信号至少强4个量级以上，是影响信噪比的关键因素。据此提出了信噪比控制技术，通过电磁屏蔽优化，采用了基于光触发的快时间分辨测量技术，提高了冲击波速度测量精度。基于冲击波测量辐射温度，对辐射驱动冲击波速度被动式测量技术进行了考核。实验测量的冲击波发光图像清晰，数据信噪比及冲击波速度和物理预期一致，验证了技术的可靠性。

在神光Ⅱ装置上，8路激光注入金柱腔靶产生X射线驱动位于柱腔中心的DD靶丸内爆，第9路激光辐照Pd背光靶产生的L线X射线透视内爆靶丸，用针孔成像方式获得靶丸的透视图像，高速X射线条纹相机记录靶丸透视图像，建立了间接驱动内爆靶丸背光照相的实验方法，清晰地观测到了靶丸内爆的过程，对透视图像分析获得了内爆靶丸壳层运动轨迹和速度的实验数据，所获实验结果可用于间接驱动靶丸优化设计，还可用于内爆动力学数值模拟建模和计算结果的验证。

在星光Ⅱ激光装置上开展了三倍频激光与铝平面靶相互作用实验，采用平场光栅谱仪获得了铝等离子3～6 nm范围的X射线发射谱。基于准相对多组态理论，考虑组态相互作用和Breit修正，采用Cowan程序计算了铝的L壳层跃迁波长和跃迁几率，辨识了实验测量得到的铝类Li到类B的22条跃迁谱线。研究表明：识别的谱线都是L壳层的2s，2p电子跃迁到了3p，3d等, 甚至更高的壳层，其测量得到跃迁的波长与理论值最大偏差只有0.06 nm。计算得到的振子强度与其它理论结果吻合很好。