提出了一种紧凑型偏振干涉仪，其能够在单一记录设备上同时获得等离子体干涉、偏振以及阴影图，通过单发测量即可求解磁感应强度。通过理论分析和参数仿真，确定了干涉仪的最优光学设置，明确了干涉仪的误差来源。干涉仪被成功应用于激光固体靶自生磁场的实验中，可成功测量到几百微米空间尺度、10 T量级的磁场。借助磁流体模拟与虚拟仪器建模，得到了磁场的合成诊断图像，模拟合成结果与实验结果显示出令人满意的一致性。这种紧凑型偏振干涉仪有望提升大激光装置的实验效率，也可以用于提高小激光装置的灵活性，能够有效降低磁场诊断的成本和风险。

利用Nd∶YAG激光作用于真空腔内的高纯固体钼(Mo)靶产生等离子体, 并测量了不同脉冲激光功率密度下Mo等离子体在2～9 nm范围内的时间积分光谱。 基于碰撞辐射平衡模型(CRM)和Cowan程序计算得到不可分辨跃迁峰（UTA）原子光谱数据, 并假设谱线展宽为高斯线形, 获得了在不同电子温度和电子密度下的理论模拟光谱, 模拟光谱与实验光谱吻合的较好。 实验与理论研究光谱表明: Mo ⅩⅥ-Mo ⅩⅫ离子的3d-4f不可分辨跃迁峰位于水窗波段, 通过控制脉冲激光参数和采用合适的等离子体约束条件, 获得水窗辐射波段Mo离子的高丰度布居, 有望将激光Mo等离子用于单脉冲活体细胞显微成像水窗光源。

研制了高精度在线准直、超宽光谱范围和高能谱分辨的在线凸圆柱面弯晶谱仪。使用耦合针状CsI(Tl)闪烁体的大面阵CMOS相机对X射线光谱进行在线测量, 用QTZ(1010)(2d=0.851 2 nm)X射线晶体的能谱测量范围是1.84 ~7.38 keV, 能谱分辨880@2.375 keV, 动态范围≥1 000。在神光-Ⅲ主机高功率激光装置上, 对钛激光等离子体发射的X射线谱进行实验测量,获得了优质的光谱图像; 对钛离子X射线精细结构光谱进行了辨识,与理论计算和其他实验结果吻合。该谱仪用于神光-Ⅲ主机通用诊断搭载平台, 具有抗瞬发超强电磁脉冲干扰能力, 工作稳定。

激光驱动的冲击波进行高压物态方程(EOS)研究中，为保证高压物态方程的精确测量，需要在实验中保证样品中冲击波的稳定性。利用一维辐射流体力学程序MULTI对功率密度为8.1×1013 W/cm2、波长为1.053 μm、脉宽为1.0 ns的准高斯型脉冲激光驱动的冲击波在各种厚度的平面固体Al靶中传播的稳定性进行了模拟研究。研究表明在阻抗匹配靶的设计中要保证样品中测得的冲击波的稳定性，衬底的厚度应当大于冲击波在靶中加速传播的距离,而样品的厚度应当近似等于冲击波在靶中稳定传播的距离，这样就可使样品中测得的冲击波的平均速度与样品中的稳定传播速度基本一致。

基于阴影法测量了脉冲CO2激光Sn等离子体羽辉在缓冲气体中的膨胀特性，得到了羽辉边界位置及其等离子体碎屑动能随延时的变化规律，并利用修正的阻力扩散模型拟合了实验数据。研究表明，在入射激光脉冲能量为400 mJ，脉冲半峰全宽为75 ns，缓冲空气气压为1000 Pa时，初期(延时小于100 ns)Sn等离子体羽辉边界的膨胀速度可以达到3 cm/μs，随着延时的增加，由于背景气体分子的热碰撞阻力作用，羽辉粒子的速度急剧下降，后期(延时大于800 ns)羽辉碎屑离子膨胀速度降到了0.3 cm/μs。修正的阻力扩散模型拟合的结果表明等离子体羽辉膨胀的极限尺寸xst=15.2 mm，实验测试结果表明，羽辉碎屑粒子运动的极限距离约为16 mm，理论模型与实验结果吻合较好。

为了进一步研究13.9 nm类镍银和19.6 nm类氖锗X射线激光,制备了工作在上述两个波长的Mo/Si多层膜反射镜。设计了结构简单、操作方便的小型反射率计,将其安装在Mcpherson247单色仪出射狭缝附近,以铜靶激光等离子体辐射源为极紫外光源,组建了一套适合反射率测量的实验装置,利用此装置测量了实验室制备的多层膜反射镜的反射率。测量之前对单色仪进行了标定并对光源稳定性进行了测量,结果显示,波长准确度是0.08 nm,光源信号抖动范围<5%,光源稳定性好。反射率测量结果显示,实验室能够制备出中心波长分别是13.91和19.60 nm的Mo/Si多层膜反射镜,相应反射率分别为41.9%和22.6%,半宽度为0.56和1.70 nm。同时还用WYKO测量得到13.9和19.6 nm Mo/Si多层膜的表面粗糙度分别为0.52和0.55 nm。

研制了一种椭圆弯晶谱仪用于测量0.44～0.81 nm激光等离子体X射线光谱。该谱仪采用X射线CCD作探测器,用PET(2d=0.874 nm)晶体作色散和聚焦元件,将晶体弯曲并粘贴在离心率和焦距分别为0.9586和1350 mm的椭圆形不锈钢基底上。对该谱仪在“星光Ⅱ”激光装置上进行了打靶实验,实验结果表明其光谱分辨率接近1000。

为了测量激光聚变产生的0.2～0.37 nm范围内的等离子体X射线,设计了一种基于空间和时间分辨的聚焦型弯晶谱仪.将在700℃时弯曲后的LiF(2d＝0.403 nm)晶体作为色散元件,布喇格衍射角的变化范围为30～67.5°,弯晶粘贴在离心率和焦距分别为0.9586和1350 mm的椭圆形不锈钢基底上.利用弯晶谱仪配X光CCD相机在星光Ⅱ激光(0.35 μm,60～80J,700 ps)装置上摄取了钛平面靶发射的X射线光谱,实验结果表明它的光谱分辨率能达到0.001 nm.

采用名义栅距为1/1200mm、凹面曲率半径为5649mm的变栅距凹面光栅,研制了一种小型平焦场光栅光谱仪.谱仪入射角为87.45°,物距为155mm.使用"星光Ⅱ”激光装置对该谱仪进行了测谱实验,得到用胶片作时间积分光谱记录时谱分辨率不低于0.015nm.

在“星光Ⅱ”激光装置上对Mg/Al混合材料埋点靶进行三倍频激光打靶实验,用空间分辨晶体谱仪测量靶材料发射的X光光谱,获取了示踪离子谱线实验数据.采用多组态Dirac-Fock方法计算所需原子参数,并在局域热动平衡条件下建立了双示踪离子谱线强度比随电子温度的变化关系.在此基础上由双示踪元素等电子谱线法确定了Mg/Al混合材料埋点靶激光等离子体电子温度空间分布.