介绍了用于太赫兹分子钟的精细低损耗密闭结构太赫兹腔体的设计方法及解决思路， 利用CST 对太赫兹腔体开展了物理仿真设计及结构设计， 通过仿真优化设计出230 GHz±10 GHz 范围内，反射系数S 1 1 小于-10 dB 的小型化太赫兹腔体结构。利用现有的加工技术完成了太赫兹腔体的加工与制备，并开展了冷测工作，实现带内反射小于-10 dB，传输损耗低于-5 dB，为后续的太赫兹分子钟的研制奠定了基础。

以FR-4环氧玻璃纤维布为介质材料, 研制了一种S型平板折叠式固态脉冲形成线。从理论上和实验上分析了脉冲形成线的放电过程。重点研究了边缘特性对其特性阻抗的影响, 给出了改进的特征阻抗表达式; 分析了相邻效应和集肤效应对脉冲形成的影响, 给出了脉冲波形中出现高频噪声的原因; 实验上验证了使用寿命与外加电场的关系。采用多级折叠线串并联模块化技术, 提高了模块电压, 降低了特性阻抗, 研制了一种基于串并联技术的Blumlein线模块。该模块的耐压大于120 kV, 特性阻抗约为7 Ω, 脉冲宽度为138 ns。

基于高功率重复频率脉冲功率源的应用需求, 研制了一种三电极场畸变结构气体火花间隙开关, 并开展了重复频率条件下的触发特性研究。实验研究了场畸变火花间隙开关的触发特性随重复频率、气体成分、工作压强和工作系数的变化关系, 计算了气体开关的触发击穿时延和抖动参数, 分析了影响开关触发特性的主要因素。实验结果表明：气体开关触发击穿的抖动随着重复频率增加而增大; 填充气体中SF6和 N2体积比1∶1时, 混合气体的综合性能较好; 工作系数主要影响开关第二放电火花间隙(间隙2)的击穿抖动。

设计了一种非浸没式小型化轴向无箔二极管, 其阴极发射区位于螺线管中心孔以外, 采用螺线管、永磁体和软磁体构成的复合引导磁场系统。采用CST优化设计二极管结构, 使其满足800 kV电压下绝缘要求; 优化设计磁场系统结构及物理参数, 使其满足引导强流相对论电子束高效率传输的要求。采用粒子模拟（PIC）软件仿真电子束产生及传输过程, 验证其高传输效率。设计的阳极筒直径比原结构缩小约40%, 在产生同样均匀区轴向磁场强度情况下, 引导磁场重量和功耗比原结构降低约40%, 仿真结果显示主引导磁场0.85 T下, 8 kA电流能够实现100%传输效率。

目前计算机配色中， 拟合样与标准样的色差小时配方偏差较大， 打样结果不理想， 难以预测准确配方。 在光学模型Stearns-Noechel模型的基础上进行算法优化。 利用两个样品的分光反射率数据相等， 则两个样品必然等色的特性， 改进计算机配色算法程序中的判别条件， 即通过MATLB编程计算， 在区间［0 1］中， 每间隔0.001， 循环未知参数M值， 选择全光谱反射率数据偏差最小时的参数M值计算拟合配比， 代替色差最小时的参数M值计算拟合配比， 并分别计算拟合样与标准样的相对配方偏差进行对比。 结果表明， 选择全光谱反射率数据偏差最小时参数M值对应的拟合配方， 一次色的平均配方相对偏差为0.560， 二次色为0.346； 选择色差最小时参数M值对应的拟合配方， 一次色的平均配方相对偏差为0.723， 二次色为0.383； 两种方法对比， 可以看出无论是一次色还是二次色， 优化算法后拟合样品与标准样品的配方相对偏差都比选择色差最小时对应的的相对配方偏差小， 即优化后的拟合配方更加接近真实配方， 配色精确度得到明显提高， 有利于减少后期打样次数， 提高配色效率。