为适应高功率激光系统的紧凑空间需求，将基于二阶鬼像的远近光场耦合方案应用于高功率激光准直技术中，设计并搭建出灵敏的小型准直光学系统。提出完备的测试方案，验证了该方案的可行性，获得近场测量灵敏度为7.04 μm/pixel，远场测量灵敏度为18.14 (″)/pixel，并得到远场变化对近场的影响关系，用以优化光束校准。相比于传统远、近场分离的准直系统，该方案在满足成像质量和分辨率要求的同时，大幅缩减了光路和器件数量，远、近光场相互影响和校准的反馈处理更便捷。

本文推导了细胞膜电容与血糖浓度之间的关系, 并将这种关系应用到Pauly和Schwan提出的弛豫模型中, 再将弛豫模型应用于多重Cole-Cole介电模型, 最后通过介电模型得出阻抗模型, 建立起人体血糖浓度与组织介电谱, 阻抗谱之间的联系。通过分析发现, 细胞膜电容随着血糖浓度增加而增大, 且当血糖浓度趋于无穷大时, 细胞膜电容等于血糖浓度为0时细胞膜电容的1.53倍。对介电谱的仿真得出, 当外加信号频率小于1 MHz时, 介电常数实部随着葡萄糖浓度改变而发生明显变化。阻抗谱的研究结果表明, 随着葡萄糖浓度的升高, 阻抗的实部减小, 阻抗虚部模增大, 且分别在频率为1.48 MHz和0.55 MHz时变化得最快。本文建立的模型为血糖无创检测提供了一种新的方法和手段。

The wedge-shaped lens is the key and special optical component of the final optics assembly (FOA) in high power laser facility. The wedge-shaped lens wedge angle measurement plays a remarkable role in focusing performance of high power laser. If processing angle and work attitude of the wedge-shaped lens deviate from the specific work angle, big surface deviation will be introduced into the FOA. Special shape of the wedge-shaped lens is not conducive to the measurements of the transmission profile and wedge angle. A set of wedge-shaped lens measurement adjustment programmes is proposed, including measurement of the wedge-shaped lens in processing process, and off-line measurement of wedge-shaped lens during alignment and on-line measurement during the debugging process. The scheme can ensure the processing precision and working attitude of the wedge-shaped lens, guarantee the beam quality and the positioning accuracy of the FOA components of high power laser system.

楔形透镜是高功率激光系统终端光学组件的关键元件，也是较为特殊的光学元件，楔形透镜的楔角测量关系着高功率激光的聚焦性能。终端组件中楔形透镜的加工角度、工作姿态一旦偏离了特定的工作角度，终端组件会引入大的面形偏差，楔形透镜特殊的形状不利于楔形透镜面形、楔角的测量。提出了一整套楔形透镜测量调整方案，包括楔形透镜加工过程中的测量方案，楔形透镜安装过程中的离线测量与调整方案，以及终端组件上线调试过程中的在线调试测量方案。该套方案的实施能够保证楔形透镜的加工精度，及组件中楔形透镜能够工作在最佳工作姿态，保障了高功率激光系统终端组件的光束质量和定位精度。

为了提高熔石英元件表面抗激光损伤阈值, 利用超声波辅助HF酸研究平滑光学元件表面缺陷形貌和去除刻蚀后残留物效果, 通过扫描电子显微镜电镜和原子力显微镜记录表面形貌结构, 以及单脉冲激光辐照测试抗损伤阈值确定实验参数。研究表明, 超声波场的引入能催化HF酸的刻蚀速率、提高钝化效果并且更易剥离嵌入的亚μm级杂质粒子。经过实验测试, 获得了熔石英类元件相匹配的超声辅助HF酸刻蚀实验参数, 研究结果对应用超声波辅助HF酸研究熔石英表面抗激光损伤有重要意义。

High accuracy of target aiming and positioning is required in the study of the inertial confinement fusion (ICF). A system based on the chamber center reference system, the target positing system and the target alignment sensor is designed. The finite element method is used for analyzing the static deformation and transient stability of this system, and it proposes a calibration method of the high resolution parallel light pipe to achieve the system coupling precision. It achieves target aiming and positioning precision better than 12 μm of the SG-II updated laser facility. Through the SG-II updated laser facility single laser beam across the Φ 800 μm hole target, the perforation efficiency is 97.5%. This provides a solid foundation for high accuracy targeting of the follow-up physical experiment′s requirement.

真空环境下大口径光学元件的装夹采用传统有机物无应力装夹方式会带来有机污染等各种问题。设计了一种大口径平面光学元件的夹具和装夹方案，利用金属结构直接装夹大口径平面光学元件，可在降低金属装夹框表面加工精度和光学元件处于任意倾斜角度等情况下，不产生光学元件装夹应力，同时避免了传统有机物无应力装夹而带来的有机污染。可广泛应用于大口径平面光学元件在光学工程、光学实验装置中的装夹。

惯性约束聚变(ICF)研究中对实验靶的瞄准和定位具有很高的精度要求，设计了一套基于中心辅助参考系统、靶定位系统和靶准直器三个单元组合的技术方案，借助有限元法分析了系统静态变形和瞬态稳定性，提出了束靶耦合的高分辨率平行光管精密校准方法，实现了神光II升级装置优于12 μm的靶瞄准和定位精度。该方案使得装置成功实现了Φ800 μm实验靶单路激光97.5%的穿孔效率，为后续相关物理实验的高精度靶瞄准和定位奠定了坚实的基础。

为了提高高功率激光装置中各组成系统调试阶段的工作效率，利用OpenGL 图形软件建立靶了定位仿真系统，使得靶定位算法的调试和初步验证在实验平台等硬件条件尚未完善的情况下能够独立进行。利用模板匹配和3-CCD 空间定位法对靶丸进行定位监测，并考虑姿态调整过程中由于靶杆长度引起的位置偏移，在算法中给予补偿。仿真系统不仅实现了目标靶丸、送靶机构等虚拟构建，还运用OpenGL 成像技术实现了CCD 仿真图像的采集。最后利用该仿真系统对靶丸特征检测、空间位姿计算、补偿式姿态调整等算法进行了调试。结果表明，通过相机监测可将靶丸由任意位姿调至目标零位，验证了该检测与定位算法应用于实际工程的可行性。

提出一种可实现351 nm波长激光高通量传输的终端光学组件(FOA)的物理设计方案，研究了设计优化方法，并利用神光Ⅱ装置第九路系统开展了实验研究。实验共进行了33发激光发射：激光光束净口径310 mm，时间脉冲宽度3 ns，1053 nm波长激光能量1000～4500 J。实验获得最高三次谐波转换效率69.6%和351 nm波长激光传输通量3.76 J/cm2，同时监测到高通量激光传输引起的动态环境污染物颗粒变化数和光学元件激光诱导损伤等现象。实验结果表明，通量密度约为3 J/cm2@351 nm的光学元件损伤主要是由激光传输散射鬼光束辐照材料所激发的污染物所致。