六通黑腔是我国独立自主设计的新型激光惯性约束聚变驱动腔型。在大型激光装置上采用全束组注入方式, 首次获得了新型六通黑腔10~20倍收缩比综合内爆完整配套实验数据, 实现最高YOC2D(实验产额/二维模拟产额)达80.4%的综合内爆性能。

利用光学设计软件ZEMAX模拟Wolter显微镜对点光源成像。在只考虑几何光学成像的条件下，分三种情况讨论：两曲面同轴共焦点，两曲面不同轴，两曲面同轴不共焦点，对点源通过Wolter系统成像分别进行了光线追踪模拟。通过模拟，定量给出了Wolter显微镜的焦深和景深，分析了处于不同视场点源所成的像，以及两个曲面不同轴时和不共焦点的情况下点源所成的像,得知Wolter显微镜对物像距的要求很严格，两曲面的不同轴度和两曲面的不共焦点对成像影响非常大，这些模拟结果为Wolter显微镜的成像分析提供了依据。

在CST Particle Studio环境下建立了长径比为40的铅玻璃MCP的三维结构，将有限积分法与蒙特卡罗方法相结合，模拟了直流和高斯脉冲偏置下微通道内二次电子倍增过程，得到了通道轴向二次电子云密度的动态分布曲线。结果显示，二次电子云在通道轴向成高斯分布；在直流偏置下电子云在漂移过程中密度逐渐增大，分布逐渐变得集中，当电子云漂移至靠近输出电极位置时密度达到最大；在高斯偏置下，脉宽对电子倍增过程有决定性影响，当脉宽大于二次电子平均渡越时间时，倍增过程与直流偏置相似。

在激光间接驱动惯性约束聚变(ICF)领域中, 获得具有极高空间分辨率(优于5 μm)的X射线辐射图像, 是研究烧蚀不稳定性、内爆流线等关键物理过程的数据基础。基于掠入射反射式成像原理的Kirkpatrick-Baez(KB)显微成像系统作为一种具有高空间分辨率和集光效率的X射线显微诊断设备, 目前已成为国际ICF装置的X射线关键诊断设备。在神光Ⅱ和神光Ⅲ原型装置条件上开展了KB诊断技术及设备的研究, 在KB系统的光学设计、光学元件和物镜与系统装调技术等方面取得了许多重要进展, 研制了大视场KB、多色KB等高分辨率X射线显微成像系统。这些系统已应用于我国的ICF内爆芯部发光和流线测量、流体不稳定增长测量等实验中, 为关键物理量的测量提供了高空间分辨率的清晰图像。

根据神光-Ⅲ激光器的运作方式和靶室结构，成功研制出用于神光-Ⅲ激光器装置的X光双通道单分幅相机系统。该相机系统主要由针孔成像组件、MCP选通技术型分幅相机和科学型可见光CCD三部分组成，同时系统具有线下瞄准、线上三维调节的功能。系统中针孔直径为10 μm，放大倍率为5，分幅相机单画幅宽度13 mm，长度36 mm，曝光时间0.5~10.0 ns可调。在神光-Ⅲ主机装置上成功完成了对此系统的性能考核，结果表明，该系统完全能够应用于神光-Ⅲ装置上，而且与传统方式上的针孔成像组件配接X光CCD组成的成像系统相比，具有更好的信噪比和空间分辨。

在神光Ⅲ原型装置上开展了辐射驱动内爆自发射的高分辨多能点诊断技术研究。利用双周期多层膜KB的选能能点，配合多级记录系统，实现了内爆自发的高空间分辨准单色成像。实验结果表明，利用胶片可以获得发射2.5 keV和3.5 keV的清晰图像，利用CCD可以获得8 keV的窄能带清晰图像。实验结果可以很好用于芯部不对称性、电子温度分布以及密度分布的分析处理，为惯性约束聚变精密物理实验研究提供了新的诊断技术和方法。

针对神光Ⅲ主机装置的靶室结构和打靶方式要求，基于针孔成像原理，成功研制出应用于神光Ⅲ主机装置的X光静态成像系统。该系统采用模拟靶组件进行离线瞄准，并可进行在线轴向和指向调节，调节精度分别为81 μm、40 μm。针孔组件和滤片组件的自动更换使系统实现了真空环境下的在线快速切换和运行。同时使用有限元软件ANSYS对系统的变形与应力进行模拟分析以保证系统的可靠性。系统搭载X光CCD在神光Ⅲ主机装置上进行激光打靶考核，实验结果表明，该系统达到神光Ⅲ主机装置使用要求。

利用空间分划的平衡辐射输运方程, 结合Multi1D辐射流体程序计算了辐射驱动内爆芯部的X光发射空间分布, 计算结果表明：高能X光的发射区域随X光子能量的增大而减小, 低能X光的发射区域随X光子能量的减小而减小。考虑芯部中间区域和芯部边缘区域物质的不透明度, 利用遗传算法计算了芯部的温度空间分布, 并与模拟结果作了比较, 二者的不确定度小于4%。

研究了Kirkpatrick-Baez(KB)显微镜成像系统的结构设计、元件制备。通过分析掠入射角、放大倍数和反射镜曲率半径对成像系统调制传递函数(MTF)的影响，确定了KB显微镜系统的初始结构参数，实现了2.5 keV能点多层膜KB显微镜的设计、制备以及装调，在神光Ⅱ强激光装置上完成了像质标定实验。结果表明:2.5 keV能点多层膜KB显微镜在100 μm视场内观测周期为20 μm平面调制靶时的MTF高于0.6，与OMEGA装置同类型KB系统的空间分辨能力相当，明显优于现有的针孔相机和点投影成像技术。该显微镜与条纹相机配合，已成功实现对短扰动波长平面调制靶烧蚀演化行为的动态诊断。