有序子集期望最大化(OSEM)迭代算法是近年来发展较快的一种迭代类算法。但该算法在迭代过程中容易产生条纹状伪影、金属伪影或者散射伪影。构造了平滑约束矩阵作为先验信息引入到重建迭代过程, 建立了一种平滑约束OSEM(SC-OSEM)迭代重建算法。分别将中值滤波、全变差最小(TVM)方法作为平滑约束条件, 通过数值模拟, 针对不完备理想投影数据、含金属不完备投影数据、含噪声不完备投影数据三种情况, 重建出了与原始模型一致性较好的计算机层析成像技术(CT)图像, 比单独OSEM迭代算法重建质量高, 并且发现中值滤波约束重建图像的整体噪声较小, TVM算法使金属边界更清晰, 表明SC-OSEM迭代重建算法是一种精度高、适应性较强的CT重建算法。

为了评估基于瞬态光栅的全光高速相机系统中激发光强与图像信号之间的对应关系，验证基于磷化铟（InP）建立该相机的可行性。针对InP材料从理论上分析了从光子入射激发载流子，到载流子影响折射率，再到折射率影响衍射效率过程中各物理量值之间的关系；并建立了基于衍射光收集的图像探测系统获取InP内部的瞬态光栅分布图像。理论结果给出了针对InP材料的激发光强与载流子浓度的关系，探针激光为 1064 nm时载流子浓度与折射率之间的关系，以及瞬态光栅为矩形光栅时折射率与衍射效率之间的关系，特别指出在基于InP和1064 nm探针激光的高速相机系统中，若时间分辨为1 ps量级，对于532 nm激发光，系统的灵敏度为1.3×105 W·cm-2量级。实验结果证明了基于InP和1064 nm探针光可以建立全光高速相机系统，并根据所获得图像得出系统的空间分辨好于5.04 lp/mm。

阐述了三种不同芯径的紫外石英光纤的稳态γ射线辐照效应,对比研究了其发光特性、光谱衰减以及光谱展宽.设计了基于钴-60源的大芯径紫外石英光纤稳态γ射线辐照效应实验,对三种芯径(200μm,400μm和600μm)的光纤进行了研究.实验表明,大芯径紫外石英光纤在稳态γ射线辐照下存在稳定的发光现象,并对其光谱衰减有补偿作用,其光谱展宽效应不明显.

为验证折射率调制的脉冲射线束探测技术，建立了原理验证系统。该系统基于平行平板干涉原理，测量传感介质的折射率在射线激发下的瞬时变化。传感介质为GaAs，探针光为1310 nm单模激光，外界激发射线源平均能量为300 keV，脉宽为20 ns。使用带宽775 kHz的近红外InGaAs光电探测器，观测到了GaAs晶体在脉冲射线激发下的折射率变化。初步理论分析表明，射线脉冲在GaAs中产生的非平衡载流子浓度为1014 cm-3量级，折射率变化为10-6量级。折射率变化的实验结果与理论计算在量级上是符合的。实验结果表明，基于折射率调制的脉冲射线束探测技术基本可行，利用该系统可进一步发展高时间分辨的脉冲射线束探测技术。

为实现μs档条纹相机扫描非线性标定, 建立了基于延时可调信号源和外触发激光器的条纹相机μs档扫描非线性标定系统, 弥补了标准具法的不足。系统通过延时值的递增, 得到条纹相机扫描速度在全扫程的变化。系统中时间关系抖动来源主要是测试设备延时抖动和条纹相机触发延时抖动。时间抖动测试与分析显示, 条纹相机延时抖动±0.6 ns, 测试设备延时抖动±0.3 ns, 系统总时间抖动±0.7 ns。系统时间抖动会造成最终时间轴信息的起伏。大量数值模拟分析表明, 时间轴起伏对系统时间抖动的影响±2 ns, 在可以接受的范围内。因此, 该系统能够胜任条纹相机μs扫程时间信息的测量标定。

在“强光一号”装置上研究了表面绝缘对平面钨丝阵早期过程的影响。通过对实验结果的唯象分析，发现相对于标准丝阵，表面绝缘丝阵X射线辐射被强烈延迟，并与丝阵宽度有较强的依赖关系，在X射线辐射之前存在较强的阴极发射; 表面绝缘丝阵X射线辐射副脉冲幅值是标准丝阵两倍，且存在较长的平台期，其单丝等离子体膨胀导致的温度降低效应比标准丝阵强; 在快速内爆开始之前，两者形成了类似的宏观磁流体不稳定性结构。

为解决超快光学诊断系统（如条纹相机，像增强器选通型分幅相机等）中记录 CCD相机的性能评价问题，分析得出记录 CCD相机对探测下限和动态范围更加看重，提出了适用于超快光学诊断系统记录 CCD相机光学性能评价的两个原则: 1）将有物理意义的像素群作为性能比较的单元，这样能去除 CCD相机像素大小和像素数目带来的差异; 2）宜使用最小可探测光强和光学动态范围作为 CCD相机探测性能的衡量参数，这样能去除 CCD相机数字化灰度、输出噪声起伏等带来的差异。在上述原则基础上，建立了不同种类 CCD相机光学探测性能对比测试示例系统，对某型科学级 CCD相机和某型 EMCCD相机进行了对比测试。测试结果表明， EMCCD相机比科学级 CCD相机具有更低的最小可探测光强和更宽的动态范围。上述 CCD相机探测性能比较方法已经在 Z箍缩超快光学诊断系统建立过程中得到成功应用。

选择尺度融合的小波边缘检测算子对平面丝阵Z箍缩条纹相机图像进行处理，分析了影响边缘检测效果的参数。处理结果显示：如果边缘像素比例取合适值(4%～7%)，若尺度取较大值时边缘定位不够精确，取较小值时受噪声影响较大；尺度融合的小波边缘检测算子则能精确判断图像边缘位置，同时受噪声影响较小；与直接判读方法相比,通过尺度融合的小波边缘检测算法判读的数据更稳定平滑，更能抵抗噪声的干扰。

为得到纯石英阶跃光纤(SI-PDF)中漏泄模式光线功率的传输特性，应用光线投影积分法，推导了不同入射角的激光束在大芯径SI-PDF光纤中的传输功率计算公式，在不同入射角激光束照射下，分别对3、67、140 m SI-PDF光纤的输出功率特性进行了理论和实验研究，用最小二乘法原理对对数坐标下的实验数据进行拟合，得出了损耗系数。结果表明：入射角在0～12°内时，不同入射角功率输出和损耗系数近似一常量，其中损耗系数约为13 dB/km；入射角＞12°时，不同入射角光功率随入射角增加呈指数衰减规律，其损耗系数随入射角增大而增大，在12°时损耗系数值为26 dB/km，在28°时达到了82 dB/km。

引入材料色散和漏泄模式光线的传输效应,对D.Gloge多模光纤脉冲响应公式进行修正,利用修正后公式数值计算了在闪烁光激励下纤芯半径为0.1 mm、长50 m的石英阶跃光纤的冲击响应波形,该波形近似一高斯函数,半高宽为3 ns,前沿比后沿慢0.8 ns,且后沿存在拖尾。用该响应波形通过数值方法得到了闪烁体-光纤系统时间响应波形,与实验结果相比较,两者基本吻合。