The velocity interferometer system for any reflector (VISAR) coupled with a streaked optical pyrometer (SOP) system is used as a diagnostic tool in inertial confinement fusion (ICF) experiments involving equations of state and shock timing. To validate the process of adiabatically compressing the fuel shell through precise tuning of shocks in experimental campaigns for the double-cone ignition (DCI) scheme of ICF, a compact line-imaging VISAR with an SOP system is designed and implemented at the Shenguang-II upgrade laser facility. The temporal and spatial resolutions of the system are better than 30 ps and 7 μm, respectively. An illumination lens is used to adjust the lighting spot size matching with the target size. A polarization beam splitter and λ/4 waveplate are used to increase the transmission efficiency of our system. The VISAR and SOP work at 660 and 450 nm, respectively, to differentiate the signals from the scattered lights of the drive lasers. The VISAR can measure the shock velocity. At the same time, the SOP system can give the shock timing and relative strength. This system has been used in different DCI campaigns, where the generation and propagation processes of multi-shock are carefully diagnosed.

激光跟踪干涉系统的测量精度是工业机器人标定精度的主要影响因素，其基点标定精度决定了激光跟踪干涉系统的测量精度。为了确定基点与激光跟踪干涉系统的准确距离，提出了一种激光跟踪干涉系统基点的直线约束标定方法。建立了基于直线约束的数学标定模型，使各标定约束点分布在同一直线上，可直接应用干涉测量方法获取约束点的精确坐标，使用最小二乘法进行数值解析确定基点距离，该方法具有原理简单、误差源少、测量精度高的特性。针对影响标定精度的各项参数进行了数值仿真分析，优化标定参数，减小标定误差；最终搭建了实验装置评估该标定方法的性能，实验结果表明，激光跟踪干涉系统的基点距离平均值为290.076 4 mm，标准差为4.4 μm，满足对工业机器人标定的精度需求；为验证该方法的准确性，对API radian激光跟踪仪的基点距离进行比对测试，与其标称值相差3 μm。

针对从基于压缩超快成像（Compressed Ultrafast Photography，CUP）的任意反射面速度干涉仪（Velocity Interferometer System for Any Reflector，VISAR）中获得的压缩图像中重构出冲击波二维条纹图像的问题，提出一种基于卡尔曼滤波的双约束图像重构算法。该算法首先基于条纹图像具有的稀疏性和平滑性，将问题转化为基于小波与全变分双先验约束的优化问题，然后，考虑到实际成像的噪声问题，采用加权卡尔曼滤波对图像已有信息进行预测和调整，最后将卡尔曼滤波引入二步迭代阈值算法的迭代过程中，进而求解该双约束优化问题，实现压缩图像的精确重构。在大噪声仿真实验中，该算法重构图像的峰值信噪比和结构相似度分别提高了4.8 dB和14.81%，显著提高了图像重构质量。在实际实验中，该算法重构出了清晰的冲击波条纹图像，且将冲击波速度最大相对误差降低了9.57%和平均相对误差降低了2.2%，验证了该算法的可行性。

提出在条纹相机前加载异形光纤面板或环转线光纤传像束实现广角任意反射面速度干涉仪（VISAR）条纹采样的诊断设计，发现采样位置坐标处于靶面某圆上。综合运用坐标变换、傅里叶变换、勒让德展开等方法提取广角VISAR条纹相位实现内爆对称性分析，并通过示例验证了其可行性。针对诊断方法的特点、光路设计、装置研发、数据处理等展开讨论，指出广角VISAR诊断内爆对称性的发展方向。运用该方法记录并分析广角VISAR条纹数据，可使靶丸内爆对称性诊断准确、直观、形象，能为惯性约束聚变中激光等离子体不稳定性、流体不稳定性等研究提供支撑。

通过分析虚像连续性和位置分辨，指出点集散判据相比相位差判据更适合用于广角任意反射面速度干涉仪(VISAR)靶虚像模型构建。基于点集散判据计算了椭球镜形状参数、像面记录方式、冲击波面倾斜对广角VISAR靶虚像的影响，发现虚像外内径之比总保持在8左右，且 $ {10^{ - 5}}\left( {k - 400} \right) \lt m \lt {10^{ - 5}}k $ （k与m为广角VISAR靶形状参数）时，椭球镜加工误差对像面影响较小；对像面进行平面检测难以得到动态干涉条纹；广角VISAR诊断区域允许波面平均倾斜不超过2°。讨论了广角VISAR靶虚像相干性、异形光纤面板的加工、椭球镜参数的选取、物像重构等问题，对诊断实验提出了参考建议。虚像性质研究为广角VISAR诊断能力提升奠定了基础，对惯性约束聚变内爆对称性诊断具有重要意义。