强流电子束二极管是强脉冲辐射环境模拟装置和高功率微波技术中的重要研究方向, 通过时间分辨光谱诊断研究阴极等离子体的特性是分析强流脉冲电子束二极管工作性能的可靠方法之一。 介绍了具有纳秒级时间分辨能力的光谱诊断系统及其工作原理、 系统组成和性能参数, 并阐述了低抖动同步触发系统的实现方法和时序关系。 同时, 针对强脉冲辐射模拟装置产生的强脉冲电磁辐射和强X、 γ射线辐射对光谱诊断系统造成严重干扰的情况, 设计了电磁屏蔽室和铅屏蔽室对诊断系统进行保护。 对黄铜阴极的等离子体进行时间分辨光谱测量, 实验结果表明, 随着二极管脉冲电压和电流的上升, 参与形成阴极等离子体的元素和物质成分明显增多。 该光谱诊断系统的时间分辨能力为10 ns, 最小可达2 ns, 同步触发系统的抖动小于4.0 ns, 为深入研究二极管的阴极发射机理开辟了新的技术途径。

给出了微分吸收法测量二极管电压的基本原理和实验结果。利用MCNP程序对轫致辐射-衰减-探测器系统建模，模拟得到了输出剂量与二极管工作电压关系拟合曲线。建立了微分吸收法测量二极管电压测量系统，通过在探测器前端放置不同厚度的吸收片，得到了衰减程度不同的波形。结合理论计算的拟合曲线和实验波形，利用迭代法计算得到了晨光号加速器二极管电压，电压峰值为0.58 MV。和传统方法所测得二极管工作电压进行了比较，结果较为一致。

通过短接电极间隙，开展了3 MV多级多通道缩比开关不同间隙级数和单独触发间隙的自击穿特性分析，结果表明：自击穿电压随电极间隙距离不是线性增加，与Bradley经验公式存在差距。采用Ansoft软件模拟了实验开关不同级数的电场分布，得到不同级数开关电场分布的不均匀系数。结合缩比开关自击穿实验数据、Bradley经验公式和电场分布不均匀系数，在Bradley经验公式中加入开关作用时间因素和电场不均匀系数，得到一个Bradley外推公式，能较好地反应多级多通道气体开关的自击穿电压，使3 MV实际开关自击穿电压理论值与实验值误差减小到5%。

结合伪装效果评价的要求，以中国颜色体系为基础，建立了CIE1976L*a*b*、LMS、lαβ 这3 种颜色空间的64 级亮度分量数据库，利用灰度直方图相似度算法，分析了以上3 种亮度分量在伪装效果评价中的应用问题。实验结果表明，L*分量具有均匀性较好，Lm分量和l 分量分别在灰度较低和灰度较高时，其伪装效果的评价结果与人眼判读结果相一致。

液体的介质气泡击穿理论作为研究基础,开展了两种短脉冲下高压强水介质开关的击穿实验,获得了水介质击穿场强及耐压时间与水中压强关系的数据,通过分析比较得出:在脉宽300 ns和1 μs两种脉冲电压作用下,当水中压强逐渐提高时水介质击穿电压和耐压时间均呈上升趋势,压强越高趋势越明显,而且作用脉冲越宽水中压强对于水介质击穿特性的影响越显著.

介绍了天鹅绒阴极二极管的结构及天鹅绒阴极的设计,给出了二极管参数的测量方法及结果。对3种不同材料的天鹅绒阴极进行了实验研究,获得了大面积均匀电子束,并对电子束的横向及径向均匀性进行了诊断。实验结果表明:二极管工作状态接近的条件下,3种材料的天鹅绒阴极所获得的大面积电子束均匀性相近,而与天鹅绒的材料基本无关。