实现了基于光泵浦远红外气体激光器和高莱管探测器的连续波太赫兹成像.从太赫兹光学器件的选择和配置角度讨论了成像系统的设计和搭建流程.详细测试了系统在信噪比、空间分辨率、探测器响应和成像速度方面的性能指标.利用该系统采集了一系列样品的太赫兹透射图像，实验结果验证了系统的成像效果，揭示出太赫兹成像技术在安全检查和质量控制方面的应用可行性.为了消除激光器功率漂移对图像质量的影响，提出了一种对图像背景区强度进行自动校准的数据处理方法.

首次用单粒子格林函数理论方法研究了二氧甲基甲烷的轨道离化能谱和电子动量谱,通过比较DFT和ADC(3)方法在不同基组下的理论计算结果,说明了基组中弥散函数的重要性,并验证了端基异构效应的存在.

设计了一种阶梯阴极型S波段磁绝缘线振荡器,通过对其色散关系的研究,选择了合理的结构参数.通过对开放腔模型的分析,得到了磁绝缘线振荡器的谐振频率和有载品质因数.粒子模拟表明,在外加电压523 kV、束流49.7 kA时,微波输出功率4.35 GW,频率2.10 GHz,功率转换效率16.7%.

通过实验和粒子模拟相结合的方法对L波段MILO在低真空度下的工作特性进行了研究.实验和模拟中都观察到了低真空情况下MILO的功率增强和频率升高,在2 Pa内,粒子模拟中没有观察到脉冲缩短现象,实验上脉宽略有下降,但是辐射微波单脉冲能量增大,MILO工作性能在低真空下有一定提高.研究发现适量等离子体填充同样可以改善MILO工作性能.

结合负载限制型磁绝缘线振荡器(MILO)和渐变型MILO的特点,提出了一种新型双阶梯阴极型MILO.该器件前2个叶片为扼流片,中间3个叶片为主作用叶片,后面1个为提取叶片,在电流发射区与慢波结构径向相对的阴极部分分为3段,形成双阶梯阴极结构.根据Maxwell方程和Floquet定理导出其色散方程,并对其振荡主频作了理论分析.2.5维粒子模拟表明,器件工作频率为1.21 GHz,与理论预测相符,双阶梯的引入,对器件阻抗和振荡频率影响较小.在工作电压458 kV、电流40.5 kA条件下,双阶梯阴极结构将MILO输出功率从2.20 GW提高到2.88 GW,功率转换效率从12.0%提高到15.5%.

针对向内发射同轴虚阴极振荡器进行了1维理论分析,给出了电流电压关系的数值解,估算了同轴漂移区空间电荷限制流及虚阴极位置;同时使用MAFIA程序进行了全3维PIC数值模拟研究,通过调节阴极电子发射区与阳极反射板之间距离进行了一系列计算,得到了圆波导中各传输模式频谱及功率.结果表明,尽管使用圆周对称的同轴结构,输出模式中TE11和TM01仍占主导地位,两种模式共同存在,相互竞争.在最佳情况下,当二极管电压为250 kV,电流为20 kA时,得到了微波输出总功率最高为740 MW,功率效率超过10%,主频为3.18 GHz,同时含有较强TE11和TM01模式成分的微波输出.

渐变型同轴慢波结构是磁绝缘线振荡器的核心部分.从Maxwell方程和Floquet定理出发,导出了渐变型磁绝缘线振荡器TM模式色散曲线的表达式,并通过数值计算研究了不同结构参数下色散曲线的变化规律,为渐变段的设计提供了理论依据.

首次用基于格林函数ADC(3)方法研究电子动量谱,并利用该方法和新研制的高效率高精度电子动量谱仪研究了CH2F2的价轨道和伴线结构.

首次获得了环戊酮分子8a1轨道的电子动量谱的实验结果,并且给出了价轨道的电离能谱信息.实验用非共面对称几何条件下的能量多道型电子动量谱仪完成,入射电子的能量为1200 eV和600 eV加结合能.Hatree-Fock方法和密度泛函理论计算得到的结果与实验结果作了比较,实验结果和理论计算符合较好.

利用第三代电子动量谱仪首次获得了四氢呋喃和二恶烷HOMO轨道的电子动量分布,并将实验结果与不同构象的理论计算进行了比较,四氢呋喃的C1,CS构象和二恶烷C2h构象的理论曲线分别与各自实验结果符合较好.