通过理论分析和数值模拟研究了高斯光束发生小尺度自聚焦(SSSF)的临界功率。发现高斯光束小尺度自聚焦的临界功率与初始调制幅度有关。初始调制幅度越大, 高斯光束分裂成丝所需的功率越小; 初始调制幅度越小则要求功率越大。当高斯光束输入功率低于高斯光束小尺度自聚焦临界功率, 但高于整体自聚焦临界功率时, 在非线性介质中传输时将以全光束塌陷的形态聚焦为一点; 当高斯光束的初始输入功率高于高斯光束小尺度自聚焦临界功率时, 在非线性介质中传输的高斯光束将分裂形成多根高强度的细丝。在高斯光束非线性传输过程中, 整体自聚焦和小尺度自聚焦效应之间存在相互竞争, 竞争的结果由高斯光束的初始参数决定。

中国工程物理研究院提出的Z箍缩驱动聚变-裂变混合能源堆(Z-FFR)概念,采用Z箍缩热核聚变产生的大量中子驱动次临界裂变堆而释放能量,集成了“局部整体点火”聚变靶、“先进次临界能源堆”等创新概念,在安全、经济、持久和环境友好等方面具有优良的品质,有望成为有效应对未来能源危机和环境气候问题的千年能源。简要回顾了国内外Z箍缩聚变能源(Z-IFE)的相关研究进展,介绍了中国工程物理研究院在Z-FFR方向的总体概念研究情况,从驱动器、聚变靶设计和次临界裂变堆三方面阐述了此能源系统的原理结构和运行特点,对其经济性进行了评估,同时提出了未来Z-FFR的发展路线图设想。

建立了临界堆中子增殖系数(α参数)计算模型，采用闪烁体加光电倍增管组成的电流型探测器对α参数进行测量。采用构造理想函数加统计涨落偏差的方式，利用数值模拟方法，研究了统计涨落对α参数测量结果的影响。结果表明：测量信号统计涨落会影响α参数测量精度；考虑统计涨落影响，为使α参数满足要求，需要使探测器入射粒子数达到一定数量；针对不同测量时间，入射粒子起始强度需要满足不同要求；当起始强度不能满足要求时，可以采用增加测量时间；指数信号带随机涨落时，较大的求值区间能有效减弱统计涨落的影响。

目前用入射光束束宽等于出射光束束宽时对应的功率为空间孤子临界功率的方法，寻找到的功率通常不是唯一的，甚至大部分是形成呼吸子的功率。通过分析束宽随入射功率的变化曲线(W-P曲线)，提出在W-P曲线的束宽变化的转折区域来寻找孤子临界功率的理论。用此理论拟合了实验测得的铅玻璃中出射束宽随入射功率变化的数据，准确地得到了铅玻璃中形成孤子的临界功率。

通过实验对向列相液晶中的非局域空间光孤子的传输进行了研究。理论上基于非线性的液晶孤子传输方程, 采用高斯形式的试探解, 得到了孤子传输的解析解, 以及对液晶中的非局域孤子和Snyder等提出的强非局域孤子模型的结果进行了比较。实验上, 观察了空间光孤子在向列相液晶中的传输, 找到了不同束宽下空间光孤子的临界功率。比如束宽为2 μm时临界功率为2.0 mW。观察了向列相液晶中空间光孤子的弛豫过程, 并注意到液晶分子的响应时间长达几秒钟, 液晶中的孤子形成速度较慢。