材料在超高应变率下发生的动态拉伸破碎是冲击波物理领域的一个重要内容，受诊断技术限制，粒子尺寸直接测量的数据非常有限。基于脉冲激光同轴全息技术，建立了一套材料超高应变率破坏状态和破碎粒子诊断的高精度联合测量系统，利用该系统，成功开展了107～108/s超高应变率范围内铝的动态破碎粒子在位测量，获得了粒子尺寸分布数据。

叙述了超高速同时分幅/扫描摄影技术在柱面内爆磁能量压缩实验中的研究应用，用自研的国内首台同时分幅/扫描超高速光电摄影系统，拍摄到柱面内爆强磁场压缩过程同一时基、同一空基且具有超高时空分辨的一维和二维清晰图像。成功观察到柱面套筒内爆整个压缩过程，获得了该过程直径随时间变化曲线及压缩速度。实验结果表明，柱面套筒内爆强磁场压缩过程中存在界面不稳定性和不对称性现象，整个过程压缩时间8～10 μs，压缩速度3.8～4.5 km/s。

为了解决光纤延迟线研制中高延迟精度和低插入损耗相互矛盾的问题,提高延迟线制作的工程可行性,提出了由基于光纤组合透镜准直器,角锥棱镜反射镜的光学结构和滚珠丝杠等机械结构组成的延迟线系统模型。介绍了光纤延迟线的构成和基本原理;根据项目研制的具体要求,重点设计了波长在1 550 nm的关键器件——光纤准直器和角锥棱镜;然后,进行了光学辅助机械结构的设计和组装;最后,采用光纤激光器完成了光学校准和数据测试。实验结果表明：该延迟线在延迟距离为1~9.6 cm时,耦合效率均在80.6%以上,并且时延的重复性很好,精度较高,可以满足雷达、通讯、电子对抗等各种不同电子系统的需求。

超高速光电分幅相机常用的8 棱锥分光方式在应用于平行光作为背景照明的纹影实验时,原理性的引起了图像的切割。为解决该问题,我们采用多组1:1 分光棱镜代替分光棱锥的空间分光方法来完成光学系统的设计,装调后的相机系统达到了较高的空间分辨率。用研制的超高速光电分幅相机进行了纹影实验,拍摄了脉冲高压作用下的直径Φ30 μm 的钨金属丝爆炸过程,实验结果显示由钨丝爆炸引起的空气冲击波明显,图像均匀完整,没有切割情况出现。研制的光电分幅相机已经在激光与物质相互作用等相关领域的实验中得到了很好的应用。

用超高速激光纹影技术测量了Z箍缩等离子体磁重联现象。实验采用超高速光电分幅相机，配合激光纹影技术，测量了XP-1装置上两根金属丝产生的等离子体分布，论证了超高速激光纹影技术研究Z箍缩磁重联现象的可行性。双钨丝实验结果表明，电流加载约10 ns后金属丝已有明显膨胀，线性拟合得到平均膨胀速度约8 km/s，金属丝内外两侧出现了规则的极有可能是垂直磁场的电热不稳定性扰动，并沿角向高度关联。铝丝负载的实验结果表明，早期的不稳定性波长为0.4 mm，电流峰值之后金属丝初始位置仍有大量等离子体，后期的不稳定性波长约1.5 mm。这些现象揭示了不稳定性发展的一个主要特征: 短波模式受抑制，长波模式将占主导。

随着电子行业的迅速发展，对作为电子元器件基本构件的印制板的需求量及其加工精度的要求越来越高。紫外线曝光机是印制板制造工艺中的重要设备，光学曝光过程中对光照均匀性的要求很高。基于照明设计软件LightTools，设计了一种新的曝光机照明系统。通过大量的仿真模拟对系统进行优化。实验表明，优化后的照明系统设计使得光照度的均匀性在原来的基础上提高了8倍，在有效的视场范围内，光强分布均匀稳定，达到了PCB曝光机照明系统的要求。

为了提高小波变换在激光干涉测速中的计算速度, 分析了小波变换的计算过程, 提出了两种快速算法, 通过分析对比, 选择了一种适合于全光纤位移干涉信号的算法, 在相同条件下, 对同一信号分别采用常规小波变换和使用快速傅里叶变换的快速方法进行处理。结果表明, 采用快速算法的小波变换对信号的处理能力并没有下降, 且提高了小波变换的运算效率。这种快速算法用于瞬态位移干涉仪信号处理是行之有效的, 可以提高数据处理的速度, 有利于小波变换在工程中的应用。

提出了采用超快激光脉冲与光纤阵列形成的光延时、跟CCD相机相结合的方法，对门控型像增强器进行了开门时间的测量，分析了该测量方法的可行性，建立了门控型像增强器开门时间的测量系统。用该测量方法对超高速光电分幅相机中的门控型像增强器开门时间进行了测量，得到了10，20，30，50 ns档开门时间的实验图片，与所加的快高压脉冲时间12.5，18.5，28.75，48.6 ns相比较，开门时间的测量精度得到了提高，该测量方法可用于超高速光电分幅相机曝光时间的标定。

为了使全光纤位移干涉测速系统能够准确稳定地测速，采用小波基分析问题的方法，对全光纤位移干涉测速仪信号进行了理论分析，并选取6种小波基函数进行计算机模拟，选定了适合全光纤位移干涉测速仪信号分析方法的最优小波基。与此同时，分别利用自由落体运动实验和高速爆轰实验验证了系统的精确性和稳定性，精确度达到99%，稳定性极高。结果表明，最优小波基的选取是合理的。

针对目前532 nm波长光的分束技术在光电测控系统(如激光干涉测速)等领域的广泛应用，提出一种光分束器的设计方法，此分束器可将光纤入射的532 nm绿光分成接近等比的多束光(包括一分二、一分三、一分四)。此系统首先用非球面透镜将光纤入射的光束准直，再通过分光片分光后用同样的透镜将光束耦合进光纤，达到了77%的通光效率，附加损耗约1 dB。详细介绍了非球面透镜的设计、分束器的结构、装配及其实验结果，并对实验结果以及研制过程中影响分束器效率的各种因素进行分析。