通过粒子模拟(PIC)的方法研究了可用于全高半宽度10 ps量级快脉冲光信号脉宽测量的时间拉伸漂移管。分别模拟了光阴极半径、加速管长度、加速电压、漂移区长度、螺线管中心磁场强度、初始光电子能量和初始光电流对时间拉伸漂移管展宽系数的影响。分析了时间拉伸漂移管展宽系数的主要影响因素，同时给出了漂移管展宽系数对初始电子能量和初始光电流的线性关系，证明了所设计的时间拉伸漂移管能够满足逆康普顿散射源的束长测量。研究结果可为逆康普顿散射源电子束长测量提供技术手段。

研制了一款新型磁聚焦成像电子束时间展宽分幅相机，研究了其空间分辨率与磁聚焦透镜数目及电流间的关系，实验结果表明：采用三个磁聚焦透镜且电流适合时，相机的空间分辨率最高；离轴越远，空间分辨率越低。研究了相机的空间分辨率与电压间的关系，发现空间分辨率随着阴栅极间电压的增大而提高。该新型分幅相机成像面为一个曲面，整个阴极面不能同时清晰成像。采用电子束时间展宽技术后，该新型分幅相机的时间分辨率提高至11 ps；当成像倍率为2∶1时，相机的静态空间分辨率为5 lp·mm-1。

利用Monte Carlo方法、有限元法和有限差分法建立了时间展宽X射线分幅相机的理论模型, 对相机静态空间分辨特性进行了理论研究。当光电阴极的电压为-3 kV, 采用三个磁透镜, 成像倍率为21时, 相机的静态空间分辨率优于110 μm.研究了空间分辨率与发射位置、阴极电压、磁聚焦透镜数量的关系.模拟结果表明, 发射位置离中心越近, 阴极电压越高, 磁聚焦透镜个数越多, 空间分辨率越好.此外, 平面的光电阴极经磁聚焦透镜成像后, 像面不是一个平面而是一个曲面.

研制了基于电子束时间展宽技术和微通道板(microchannel plate, MCP)选通技术的时间展宽分幅相机。相机有三条厚度80 nm、宽度8 mm的微带阴极, 阴极上加载斜率为2.1 V/ps的高压斜坡脉冲, 使得先发射的电子较后面的电子速度快, 经过50 cm的漂移区后, 电子束产生时间展宽, 从而提高相机时间分辨率。阴极和MCP均加载了脉冲电压, 因此, 需要精确同步光脉冲、阴极脉冲和MCP选通脉冲, 分析了完整的同步过程。当阴极仅加直流电压, 无电子束时间展宽时, 获得相机的时间分辨率为78 ps。当阴极加载高压斜坡脉冲时, 电子束时间展宽技术将系统的时间分辨率提高至12 ps。改变延时, 将光脉冲分别同步在斜坡脉冲不同位置, 获得了时间分辨率与同步位置的关系。