分析了亚波长金属光栅的双边衍射辐射机制和特性. 利用运动电子激励亚波长光栅结构, 研究了其产生的双边衍射辐射. 通过三维粒子模拟软件仿真, 得到了光栅上下空间的电场空间分布, 结合结构辐射布里渊图, 证明了亚波长对称光栅上下半空间的衍射辐射场分布同样可以由SmithPurcell辐射公式来解释, 即主要有电子运动速度和光栅周期决定, 并分别研究了缝隙宽度、光栅厚度对上下半空间衍射辐射的影响. 为进一步研究下半空间的衍射辐射场, 采用了非对称的光栅结构, 研究表明非对称光栅下半空间衍射辐射场不仅取决于电子运动速度和结构下表面的周期, 同时也与电子运动激励起的上半空间的辐射频率范围密切相关.

使用1维粒子模拟程序LPIC++模拟了不同脉冲宽度的P极化超短强激光脉冲与稠密冷等离子体靶的相互作用。模拟结果表明：激光有质动力首先推动表层等离子体形成无碰撞激波，然后激波向靶内传播，俘获靶内的质子并将其反射加速，反射质子的速度约为离子声速的2倍。当使脉冲宽度与靶厚互相匹配时，也就是靶厚等于离子声速与激光脉冲宽度的乘积时，可以得到能散为30%左右的单能束。与激光脉冲宽度与靶厚不匹配相比，准单能质子束的能量得到有效提高，提高幅度达60%。同时，为弄清2维效应的影响，还使用2维粒子模拟程序OOPIC进行了模拟，与1维所获得结果基本一致。

研究了一种能够同时产生C波段和X波段微波、具有双电子束结构的相对论返波振荡器,采用嵌套式的高频结构将两个波段的束波相互作用空间隔离开来，从而使两个波段的束波相互过程互不影响。当二极管电压为650 kV、内外环形电子束流分别为5.4,6.4 kA、导引磁场为2.2 T时，两个波段微波的频率分别为4.625,8.450 GHz，模拟产生的微波功率分别为920,600 MW，转换效率约为21.8%,17.1%。并采用粒子模拟法研究了导引磁场、二极管电压及两个束波相互作用区关键结构参数对器件运行的影响，给出了双波段微波功率、频率随导引磁场、二极管电压等参数的变化曲线。