在采用锂电池储能供电的降压斩波电路恒流激光二极管驱动源系统的设计中，建立了电池组、激光二极管的集成电路个人仿真程序( PSPICE)器件模型和闭环控制系统模型，经过仿真计算，确定了输出滤波电感电容的参数和实现闭环稳定的比列积分微分调节 (PID)参数，并研究了在负载变化和输入变化的条件下系统的稳定性。研究表明，采用该技术方案能实现恒流源输出电流大于 100 A，输出电压 230 V，电流纹波小于 3%。

介绍了一种大功率激光二极管阵列驱动电源的设计方法。对电源的组成、工作原理和电流上升前沿影响因素进行了详细分析, 对输出线结构和反馈电路进行优化，有效地解决了大电流、长距离传输条件下电流脉冲前沿缓慢的问题。测试结果验证了设计思路的可行性，驱动电源实现了0~300 A 连续可调、稳定度优于0.3%的输出，在300 A,40 m 输出时脉冲前沿24.7 μs，为同类型的大功率激光二极管阵列驱动电源的工程化应用奠定了基础。

为了研制紧凑型自由电子激光装置, 开展自由电子激光太赫兹技术研究, 需要研制微波电子枪作为高品质电子束源, 为此, 中国工程物理研究院研制了独立调谐热阴极微波电子枪。在前期进行了初步热测实验的基础上, 通过改进实验环境、优化实验参数, 进一步开展大量实验, 深入研究了热阴极微波电子枪的热测实验结果。实验结果表明:微波电子枪出口处束流强度可超过500 mA, 电子反轰效应随着首腔电场的相位和幅度调节发生显著变化。该热阴极微波电子枪已经应用于紧凑型自由电子激光装置。

为了开展加速器小型化技术研究, 进行了C波段2 MeV驻波加速器研制工作。目前, 该加速器研制取得了显著进展, 完成了全密封加速管的焊接, 建立了加速器热测实验平台。在重复频率50 Hz情况下, 进行了初步热测出束实验, 利用电离室剂量仪测试了加速器靶前1 m处的X射线剂量率, 并利用钢吸收法测试了电子束的能量。初步实验结果表明：电子束能量约2.5 MeV, 剂量率超过330 mGy/(min·m)。

在理论分析分数比脉冲变压器输出脉冲上升时间与变压器次级绕组匝数、磁芯截面积和伏秒积等参数关系的基础上，设计建造了一台初次级等效比为1∶43.4分数比脉冲变压器，等效到次级的漏感为157.3 μH，分布电容为412.4 pF。低电压实验得到负载上的脉冲上升时间为894 ns，高电压实验得到负载上的脉冲上升时间为917 ns，电压幅值42.7 kV，表明所设计建造的分数比脉冲变压器达到了设计要求。

实验利用二极管型电子枪研究了单晶LaB₆热阴极的直流发射特性.阴阳极间距5 mm,从直径为2 mm发射体上测得175 mA直流束流(阴极温度约为1 870 K、阴阳极电压6.5 kV、空间电荷限制状态),电流密度为5.57 A/cm².采用Longo方程拟合直流发射电流,该方法比以往单纯用Child或Richardson-Dushman公式更符合实际.实验还观测了阴极工作环境和表面状态对直流发射的影响,当真空度低于7×10^-4 Pa时,阴极发射能力逐渐下降,阴极表面碳、氧污染使发射体功函数升高.长时间加热后,石墨上会蒸镀LaB₆,由此会造成热子电阻的下降.分析表明La原子补充不及时和表面气体吸附是影响直流发射能力的主要因素.

利用轴对称PIC模型对轴承滚珠等离子体浸没离子注入(PIII)过程进行了数值模拟,对归一化电势的扩展情况进行了研究。在滚珠批量处理过程中,为了避免相邻滚珠周围鞘层的相互重叠对注入均匀性造成不良影响,对滚珠在靶台上摆放的最小距离进行了数值计算,计算结果表明:在电压为-40kV,氮等离子体密度为4.8×10⁹cm^-3,脉冲宽度为10μs时,滚珠摆放的最小距离应大于34.18cm。分析了滚珠圆周方向注入剂量的分布情况,针对静止滚珠改性处理后剂量分布很不均匀的问题,通过旋转靶台使滚珠注入均匀性明显得到改善。利用朗谬尔探针测量了滚珠周围鞘层扩展的情况测量,模拟结果和实验测量结果相吻合,最大相对误差小于8.4%。