旋转轴的几何误差直接影响五轴机床的加工精度，但由于其误差项多且高度耦合，因此辨识难度较大。提出了一种工件切削在机测量方法，用于辨识五轴机床旋转轴6项与位置相关的几何误差。设计并加工一种错位塔形工件，它由三层错位叠加的矩形块组成。在工件不同层级的底面与侧面布置测点并进行在机测量，基于空间误差模型推导出每项误差的辨识原理与解析解，并采用蒙特卡洛模拟进行不确定性分析。最后，通过与球杆仪误差辨识方法进行对比验证，线性误差E_XC，E_YC与E_ZC的辨识结果偏差最大为2.7，-1.7与-1.3 μm；角度误差E_AC，E_BC与E_CC的辨识结果偏差最大为1.3″，-0.6″与-2.1″，两者辨识平均吻合度达95.4%。本方法通过工件切削与在机测量，每项误差的辨识原理与解析解形式简单，可辨识实际工况下的旋转轴6项位置相关的几何误差。

激光聚变有望一劳永逸地解决人类的能源问题，因而受到国际社会的普遍重视，一直是国际研究的前沿热点。目前实现激光惯性约束聚变所面临的最大科学障碍（属于内禀困难）是对内爆过程中高能量密度流体力学不稳定性引起的非线性流动的有效控制，对其研究涵盖高能量密度物理、等离子体物理、流体力学、计算科学、强冲击物理和高压原子物理等多个学科，同时还要具备大规模多物理多尺度多介质流动的数值模拟能力和高功率大型激光装置等研究条件。作为新兴研究课题，高能量密度非线性流动问题充满了各种新奇的现象亟待探索。此外，流体力学不稳定性及其引起的湍流混合，还是天体物理现象（如星系碰撞与合并、恒星演化、原始恒星的形成以及超新星爆炸）中的重要过程，涉及天体物理的一些核心研究内容。本文首先综述了高能量密度非线性流动研究的现状和进展，梳理了其中的挑战和机遇。然后介绍了传统中心点火激光聚变内爆过程发生的主要流体力学不稳定性，在大量分解和综合物理研究基础上，凝练出了目前制约美国国家点火装置（NIF）内爆性能的主要流体不稳定性问题。接下来，总结了国外激光聚变流体不稳定性实验物理的研究概况。最后，展示了内爆物理团队近些年在激光聚变内爆流体不稳定性基础性问题方面的主要研究进展。该团队一直从事激光聚变内爆非线性流动研究与控制，以及聚变靶物理研究与设计，注重理论探索和实验研究相结合，近年来在内爆重要流体力学不稳定性问题的解析理论、数值模拟和激光装置实验设计与数据分析等方面取得了一系列重要成果，有力地推动了该研究方向在国内的发展。

针对目前相位差法收敛速度慢以及需要CCD在焦面以及离焦面多次测量的问题，提出了基于离焦光栅的单帧深度学习相位反演算法。该算法用离焦光栅对入射波前进行调制，可同时在透镜焦平面上获得正负离焦以及焦面远场光强分布；此外算法引入卷积神经网络替代原有的多次扰动寻优过程，波前复原算法耗时大大降低。仿真结果表明：算法可根据单帧透镜焦面远场光强分布实现高精度快速波前复原，残差波前的均方根为入射波前均方根的6.7%，算法进行一次波前复原所需时间可小于0.6 ms。