粒子场离轴滤波全息技术是减少背景噪声影响、改善粒子场再现像质量的有效方法。滤波器尺寸与再现粒子像密切相关，合适的滤波器尺寸有利于粒子的识别和测量。解析分析了高通滤波器尺寸、4F系统前焦距及粒径对圆形粒子离轴滤波全息再现像强度分布的影响规律，数值模拟了不同尺寸的高通滤波器对相同粒径粒子全息再现像强度分布的影响，并开展了离轴滤波全息实验。研究结果表明，高通滤波器可以有效提高粒子图像的对比度；粒子尺寸不变时，滤波器尺寸越小或4F系统前焦距越大，再现粒子像强度分布越均匀，同时边界梯度越大；滤波器尺寸和4F系统前焦距恒定时，粒子越大，再现粒子像内部逐渐呈现明暗相间变化的圆环，同时粒子边界越来越清晰。

利用Nd:YAG 激光器产生的1064 nm 激光束(光斑直径为100 μm，脉冲能量为60 mJ，脉冲宽度为200 ps)聚焦击穿大气形成激光大气等离子体。采用全息干涉技术对激光击穿空气等离子体的电子密度分布进行了诊断，获得的无限宽条纹图直观反映了位移量的等位线，从有限宽条纹图获得了电子密度的分布，结果表明激光大气等离子体中各种离子和电子呈橄榄形分布，即沿激光束方向不对称，而垂直激光束方向对称分布，且最大电子密度为1018 cm-3量级。

通过分析不同情况下雾化场全息图像中粒子数随阈值变化的规律，建立了基于粒子数变化的阈值估计算法，并给出不同情况下最优阈值的选择依据。针对粒径20 μm 以下的雾化场全息图像，选择粒子数随阈值变化的一阶微分最小值所对应的阈值为最优阈值。该方法已应用于超燃冲压发动机燃烧室雾化场实际测量工作中，并获得了较好的结果。

针对雾化场光学全息测量存在干板湿化学处理繁琐、再现像采集耗时的问题,提出光学全息与数字全息联合测量的方法，建立由同轴光学全息、同轴数字全息以及数字延迟信号发生器组成的测量系统，并以双孔直射式喷嘴产生的雾化场为测量对象，利用该测量系统在一次测量中同时获得雾化场的光学全息和数字全息的再现图像，两者具有很好的一致性。光学和数字再现图像相对应的视场范围分别为27.87 mm×4.77 mm和27.59 mm×6.67 mm，数字方式获得视场范围内单一层面再现像的时间仅为8 s，而光学方式将近1 h。结果表明，光学全息与数字全息联合测量时，通过数字全息的雾化再现图像能够对实验总体效果进行实时评估，提高了雾化场全息测量的实验效率。

为了获取静电雾化场中雾滴的空间位置、尺寸和速度信息, 利用同轴数字显微全息方法, 设计并搭建了雾化场测量装置,横向测量范围12.5mm, 空间极限分辨率90.5LP/mm, 能够实现直径8μm雾滴的测量。在该装置上, 进行了单毛细管和多毛细管在稳定锥-射流模式下雾化场的测量, 取得了不同流量下雾滴平均直径和平均速度随流量的变化关系。结果表明, 该装置能够在单次测量中同时给出雾滴空间位置、尺寸和速度信息。该研究对于雾化参量的测量以及静电雾化研究有重要意义。

粒子场的数字全息诊断中，良好的再现算法能够在较短的时间内给出高质量的再现像。利用标准粒子板模拟单层面的粒子场，使用大面阵CCD实现同轴数字全息记录，得到了大尺寸的数字全息图。针对4种数字全息再现算法，本文从再现图像的质量、再现全息图的大小和计算速度3个主要方面进行了比较研究，结果表明角谱算法(FFT-AS)具有再现图像背景均匀，再现结果中无物理图像压缩，可以再现大尺寸的全息图且具有较快计算速度的优点，适合于粒子场同轴数字全息图的再现计算。

实验测量了自行研制的三明治电极结构化学气相沉积(CVD)金刚石薄膜探测器在室温下对241Am,243Am 与244Cm α粒子的能谱响应,得到了其α粒子响应电荷收集效率随偏压的变化关系;获得了不同偏压下其相对平均电荷收集效率及响应谱下降沿10%处的相对电荷收集效率。结果表明:所研制的CVD金刚石薄膜探测器性能稳定,对α粒子响应的电荷收集效率随偏压的增加而趋于饱和,对α粒子平均电荷收集效率达33.5%,谱下降沿10%处的电荷收集效率达57%。