针对一种在复杂环境条件下进行脉冲中子探测的闪烁探测器，开展了一系列的可靠性设计、保证工作。在设计上通过双通道冗余备份、抗振设计等方式提升了探测器的固有可靠性。此外还采取可靠性建模及指标分配的方式明确了探测器各部件的任务可靠性目标，通过FMECA分析方法研究了探测器各部件的故障模式及其影响，确定了可靠性重要部件。通过运用环境应力筛选试验及可靠性强化试验，进一步提升了探测器的可靠性。经初步验证，采取上述可靠性设计保障技术的脉冲中子探测器，其任务可靠度可达到99.9%以上。

根据大容量能库型装置双极性充电电源对采样电路的高鲁棒性、正负极性均可控等要求，研制了一种隔离电压大于30 kV、隔离转换电压误差小于0.1%的正负双极性直流高压隔离采样电路。采用电压/频率、频率/电压转换方法，通过光纤、变压器隔离等措施，实现了正负双极性直流高压同时隔离采样，解决了目前双极性直流高压电源存在的正负极性电压不平衡、控制信号与高功率系统地隔离不完全问题，提高了电源的抗电磁干扰能力。该电路在±10 kV双极性充电输出时，正负极性电压偏差小于0.1%，100多台充电电源在18.3 MJ脉冲装置放电产生的复杂电磁干扰环境下可靠稳定运行。

空间环境地面模拟装置是哈尔滨工业大学承建的国家重大科技基础设施项目，其包含的空间等离子体环境模拟与研究系统是用于提供磁重联过程等基本物理过程的时空演化规律研究的平台。在研究地球磁尾三维磁重联时，使用处于真空环境内的偶极磁场线圈和两个磁镜场线圈来提供研究所需的模拟背景磁场，其中偶极场线圈为一个总电感为17.4 mH、总电阻为30.25 mΩ的单个线圈，而磁镜场线圈为两个线圈镜像对称设置并串联连接，总电感30.16 mH，总电阻58.81 mΩ。为了产生实验所需背景磁场的幅值和持续时间，研制并测试了两套总能量3.36 MJ的脉冲电源，在进行地球磁尾三维磁重联实验时两套电源需要同时工作。用于驱动偶极场线圈的脉冲电源按照实验需求可以在充电压不大于20 kV的情况下，能够提供超过9 kA的峰值电流，95%峰值电流的持续时间超过了5 ms，由峰值时刻降低到10%峰值时刻的时间不超过130 ms；用于驱动磁镜场线圈的脉冲电源按照实验需求可以在充电压不大于20 kV的情况下，能够提供超过8 kA峰的值电流，95%峰值电流的持续时间超过了5 ms，由峰值时刻降低到10%峰值时刻的时间不超过130 ms。

空间等离子体环境模拟与研究装置用于在地面模拟空间磁场和等离子体环境，需要在3.5 μH电感、0.8 mΩ电阻的环向场线圈负载上产生前沿130 μs、降流时间不大于1600 μs、峰值260 kA的脉冲电流，因此设计了一套模块化的电容器型放电电源。针对相对较小电感的负载，根据设计要求的放电波形和开关组件通流能力，考虑负载短路故障的情形，给出了保护电感、优化的模块数量等回路参数计算方法。进一步采用传输电缆作为能量传输，同时将电缆寄生电感作为保护电感的方案，研制了一套由4个模块组成的放电电源。研究结果表明，本文给出的电路理论计算结果与设计要求一致，放电试验进一步证明电源设计满足设计放电波形要求。

高压脉冲电容器是脉冲功率系统中应用较广的储能器件。根据大容量能库型脉冲装置对充电电源的技术要求，研制了一种输出电压±0.5～±10 kV可调、最大平均功率约3 kW、双极性一体化直流高压充电电源。设计上采用控制电路与正负双极性直流高压输出主电路一体化方式，通过隔离、屏蔽和保护措施，解决了目前双极性直流高压充电电源存在的正负极性电压不平衡、采样控制信号与高压地未隔离问题，减小了电源体积，提高了电源的鲁棒性、可靠性和电磁干扰能力。100多台充电电源在18.3 MJ脉冲装置中同时运行，在复杂电磁干扰环境下可靠稳定工作。

温度会使硅光电倍增管的增益产生较大的漂移，进而影响硅光电倍增管的增益精度。为了使硅光电倍增管增益不随温度发生较大变化，设计了硅光电倍增管的自动增益校正系统，包括基于单片机的高压电源设计与采集系统设计。高电压模块精确工作的温度范围为−10～60 ℃，电源噪声约为30 mV，满足硅光电倍增管性能测试的需求。采集系统经过扫频测试与激光照射测试，可以较好地通过60 MHz的交流信号，并将光信号转变为较明显的电信号。该系统可以向京邦公司的硅光电倍增管阵列JARY-TP3050-8X8C提供工作电压与采集电路。

微腔光频梳在光谱测量、微波光子学、光学原子钟和相干光通信等领域具有重要的应用。宽禁带氮化物半导体材料，如氮化铝（AlN）和氮化镓（GaN）等属于非中心对称晶体，具有二阶和三阶光学非线性系数，宽带的透明窗口以及与蓝宝石衬底较高的折射率差，使其成为研究非线性光子器件的理想平台。文中介绍了氮化物微腔的特性，同时对基于氮化物微腔光梳的相关研究进展，包括AlN微腔中的宽谱光频梳产生和光学参量振荡、GaN微腔中的孤子光频梳产生等进行了介绍和展望。