边界杂质注入是未来聚变装置ITER用于增强边界辐射, 减少第一壁热负荷的一种重要方法。 但部分注入的杂质会被输运到芯部, 造成主等离子体辐射损失以及约束下降。 光谱观测可以获取杂质种类、 含量和分布等信息, 在理解等离子体中杂质输运方面起着重要作用。 在EAST(experimental advanced superconducting tokamak)偏滤器氩气(Ar)注入实验中, 利用偏滤器可见光谱和芯部极紫外光谱监测边界的Ar¹⁺离子谱线Ar Ⅱ(401.36 nm)和芯部的Ar¹⁵⁺离子谱线Ar ⅩⅥ(35.39 nm), 并获得两者强度随时间的变化。 其中, Ar Ⅱ和Ar ⅩⅥ的电离能分别为27和918 eV, 因此, Ar Ⅱ和Ar ⅩⅥ分别对应分布于等离子体边界和芯部Ar离子。 为了分析二者谱线强度随时间变化的特征, 发展了一种基于正则Pearson积矩相关系数的相关分析方法, 计算得到两者谱线强度变化的相对延迟时间, 以此表征杂质从边界向芯部输运的时间。 结果显示, 偏滤器注入Ar杂质后, 芯部Ar ⅩⅥ辐射增长滞后于边界Ar Ⅱ辐射的增长, 并且在具有较高的低杂波加热功率的放电中, 两者的延迟时间较长, 表明较高的低杂波加热功率可以延长杂质从边界向芯部输运的时间。

提出在条纹相机前加载异形光纤面板或环转线光纤传像束实现广角任意反射面速度干涉仪（VISAR）条纹采样的诊断设计，发现采样位置坐标处于靶面某圆上。综合运用坐标变换、傅里叶变换、勒让德展开等方法提取广角VISAR条纹相位实现内爆对称性分析，并通过示例验证了其可行性。针对诊断方法的特点、光路设计、装置研发、数据处理等展开讨论，指出广角VISAR诊断内爆对称性的发展方向。运用该方法记录并分析广角VISAR条纹数据，可使靶丸内爆对称性诊断准确、直观、形象，能为惯性约束聚变中激光等离子体不稳定性、流体不稳定性等研究提供支撑。

通过分析虚像连续性和位置分辨，指出点集散判据相比相位差判据更适合用于广角任意反射面速度干涉仪(VISAR)靶虚像模型构建。基于点集散判据计算了椭球镜形状参数、像面记录方式、冲击波面倾斜对广角VISAR靶虚像的影响，发现虚像外内径之比总保持在8左右，且 $ {10^{ - 5}}\left( {k - 400} \right) \lt m \lt {10^{ - 5}}k $ （k与m为广角VISAR靶形状参数）时，椭球镜加工误差对像面影响较小；对像面进行平面检测难以得到动态干涉条纹；广角VISAR诊断区域允许波面平均倾斜不超过2°。讨论了广角VISAR靶虚像相干性、异形光纤面板的加工、椭球镜参数的选取、物像重构等问题，对诊断实验提出了参考建议。虚像性质研究为广角VISAR诊断能力提升奠定了基础，对惯性约束聚变内爆对称性诊断具有重要意义。

当激子与腔光子间的相互作用强于激子和腔光子的衰减时，激子能级与腔模之间产生强耦合，形成的准粒子被称为激子极化激元。激子极化激元有效质量小，同时具有较强的非线性，在慢光和低功耗发光器件等方面具有巨大的应用前景。传统Ⅲ-Ⅴ族无机半导体材料激子束缚能较弱，而有机半导体材料非线性系数较小等问题限制着室温条件下激子极化激元的应用。卤化物钙钛矿材料具有高吸收系数、长扩散长度、高缺陷容忍度以及低非辐射复合率等一系列优异的光电性质，并且具有高的激子束缚能和振子强度，成为研究光与物质强相互作用的理想材料。文中从卤化物钙钛矿结构和法布里-珀罗（Fabry-Pérot, F-P）微腔类型两方面介绍了近年来卤化物钙钛矿与F-P微腔强耦合在激子极化激元方面的研究进展。首先回顾了极化激元的研究背景和卤化物钙钛矿的基本光电特性，其次介绍了三维钙钛矿和二维层状钙钛矿各自的特点以及与F-P微腔强耦合的相关研究，随后对钙钛矿的自构型和非自构型F-P微腔激子极化激元的调控与相关应用进行了讨论，最后总结和展望了卤化物钙钛矿激子极化激元面临的挑战以及未来研究方向。