面向激光探测需求，创建了涵盖“光学设计-结构设计-元件制造-装调集成-性能评价和应用”的精密光机系统全环节研发平台。发展了“光学设计-结构设计-力热学设计”高效耦合的综合设计方法，建立了基于光机误差分解的精密装配集成方法，形成了透射光学系统定心装调、反射光学系统的高精度集成装配流程和技术，配备了光学系统波前和成像性能检测仪器，支撑了多种复杂功能的精密光机系统的研制。本文全面梳理了同济大学面向激光探测需求的精密光机系统和仪器研制方面的科研工作，针对我国“星光III”强激光装置的探测需求，研制了首套联合视频合成孔径雷达和扫描光学高温计的主被动复合诊断装置和辐射高温光学测量系统，共同为“星光III”开展超高压物态方程实验提供了技术支撑与诊断测试手段。面向海环境下目标与环境激光散射特性的测量需求，研制了发散光激光雷达散射截面测量装置和双功能平行光LRCS激光测量装置，实现了模拟海环境下标准散射体与海环境的激光散射特性的精确测量，为超低空激光雷达研制提供了数学模型和实验数据。

Velocity Interferometer System for Any Reflector (VISAR) [Barker and Hollenbach, J. Appl. Phys. 43, 4669 (1972)] is a well-known diagnostic that is employed on many shock physics and pulsed-power experiments. With the VISAR diagnostic, the velocity on the surface of any metal flyer can be found. For most experiments employing VISAR, either a kinetic pressure [Grady, Mech. Mater. 29, 181 (1998)] or a magnetic pressure [Lemke et al., Intl J. Impact Eng. 38, 480 (2011)] drives the motion of the flyer. Moreover, reliable prediction of the time-dependent pressure is often a critical component to understanding the physics of these experiments. Although VISAR can provide a precise measurement of a flyer’s surface velocity, the real challenge of this diagnostic implementation is using this velocity to unfold the timedependent pressure. The purpose of this paper is to elucidate a new method for quickly and reliably unfolding VISAR data.

以激光驱动飞片速度场诊断为例, 展示线面同时成像任意反射面速度干涉仪(VISAR)技术在超高速碰撞研究中的应用前景。将传统VISAR改为成像干涉结构, 用变像管扫描相机和高速光电分幅相机分别记录作为信号载体的梳状干涉条纹随时间的变化, 实现靶面一条线上各点速度历程和多个时刻二维靶面上所有点速度相对分布的测量。所研制的线面同时成像VISAR具有10 μm的空间分辨和约15 m/s的速度分辨能力。用其测量了激光驱动铝膜飞片的速度场, 直观给出飞片的演化发展过程。实验结果表明, 线面同时成像VISAR技术可以为激光驱动飞片、超高速碰撞等领域的理论研究和数值模拟提供有效比对实验数据。

报道了成像型任意反射面速度干涉仪(VISAR)在快点火锥壳靶预热实验中的应用情况，对不同的金锥壳靶型在间接驱动条件下的预热情况进行了实验研究。结果表明，越厚的锥顶受X射线预热的影响越小。采用了5 μm和10 μm两种锥顶，其锥顶平面的预热速度最大分别为2.2 km/s和0.6 km/s，而其产生预热的时刻基本上与主激光峰值时刻一致。实验中获得了丰富细节的条纹图像，揭示了金锥在预热过程中的物理现象，表明成像型VISAR可以为自由面低速测量及快点火锥壳靶物理实验提供诊断基础。

A line-imaging optically recording velocity interferometer system (L-ORVIS) fitting the high-strain rate motion of solids as in shock wave experiments requires a high power single-mode laser. We have put forward a new illumination method which can increase threefold the luminosity of such a diagnostic. A modified illumination system is applied to the L-ORVIS which was implemented at ‘Shenguang-II’ laser facility. The modified L-ORVIS is applied to laser-driven shock wave experiments and platinum Hugoniots were obtained at both high pressure and low pressure.

介绍了任意反射面速度干涉仪（VISAR）中马赫-曾德干涉仪必须满足的准零程差条件。根据白光光程差调试精度高但不易相干的特点，提出了先利用激光粗调，再利用白光调试来实现零程差精密调节的方案。详细分析了激光粗调马赫-曾德干涉仪的调试原理、调试精度以及光程差不确定性。针对光程差不确定性，提出了改进的激光粗调方案，将光程差调节精度由毫米量级提高到微米量级，大大减小了白光调试的盲区，使白光精调变得简易可行。干涉仪最终光程差调试精度为1.6μm。

介绍了应用于超高压条件下的成像型速度干涉仪技术的光路结构和基本原理,该技术在传统速度干涉仪技术的基础上进行了改进,将收光部分改为成像系统,记录系统使用条纹相机,从而能够诊断高速冲击波信号。给出了全系统的光路图,提出了各分系统的参数要求。针对系统硬件,给出了探针光源、成像系统的基本参数,给出了三点支撑干涉仪的设计图,分析了记录系统的基本参数。对于静态实验,拍摄了静态靶的照片,并对静态靶照片进行了初步的分析:发现可以通过条纹对比度的变化初步判断像与靶的对应程度。