半峰全宽（FWHM）是影响传感器性能的重要因素，为了提高表面等离子体共振传感器的品质因数，提出了一种光栅辅助超窄带多光谱等离子体共振传感器结构。该结构由周期性交替的SiO₂与Au矩形纳米柱构成，并置于SiO₂/Al₂O₃薄膜层上。利用全矢量有限元法对该结构的传输特性及传感特性进行数值仿真，分析了结构参数及入射光偏振态对FWHM和传感特性的影响。仿真结果表明，在800~1100 nm波长范围内，该传感器的传输谱存在两个由光栅衍射及等离子体共振形成的凹点，相应的FWHM分别为0.35 nm及0.59 nm，折射率灵敏度分别为525.7 nm/RIU、475.7 nm/RIU，品质因数分别为1502.00 RIU^-1和806.27 RIU^-1，在生物检测、药物筛选、膜生物学等领域具有潜在的应用前景。

基于表面等离子体共振（SPR）原理，分析了D型高双折射光子晶体光纤（HB-PCF）的折射率传感特性。模拟研究了抛磨角度对双折射、折射率传感灵敏度的影响。仿真结果表明：当抛磨面离纤芯的高度小于1.5倍占空比时，抛磨面离纤芯越近，双折射越小；随着抛磨角度的增加，双折射先增加后减小，折射率传感灵敏度随之减小；当抛磨角度为0°且折射率范围在1.330~1.390时，D型HB-PCF的平均折射率灵敏度高达2 833.33 nm/RIU。此外，制备了一种D型高双折射率光子晶体光纤SPR传感器，实验测得其折射率灵敏度约为1 711.83 nm/RIU。D型HB-PCF SPR传感器可应用于生物、化学和环境监测等领域。

选用雪崩三极管作为开关器件，详细讨论了设计和优化Marx电路的方法；将Marx电路进行模块化改进，设计了一种新型四路同步叠加立体结构，并得出了叠加倍数与模块数量的理论关系式。最终，利用+300 V直流电源供电，通过四路输出幅值为-2.6 kV的Marx模块叠加，在50 Ω阻性负载上得到了幅值-5.0 kV、半高脉宽5.3 ns、脉冲能量约2.0 mJ的高斯型脉冲，时延抖动小于100 ps，重复频率达10 kHz，叠加效率达96.2%。调节直流偏置电压为200~300 V，并配合模块数量的增减，可调节脉冲幅值为1.6~5.0 kV。