在激光靶耦合流体模拟程序中, 相对于传统几何光路追踪方法, Wigner分布函数光路追踪方法可以描述激光衍射效应; 但Wigner分布函数方法需要大量的激光光线来刻画激光能量在相空间的分布, 降低了流体计算效率。基于Wigner分布函数方法提出了一个唯象模型, 可以用较少的光线刻画宏观特征。该模型将Wigner分布函数分解成坐标空间与相空间两部分函数的乘积, 并假定相空间分布函数具有特定的形式。该模型适用于空间相干度较低的实际光束, 成功描述了OMEGA激光器光束, 并且可以描述经过连续相位板匀滑后的实际光束。

提出一种基于几何光路追踪方法并可在流体模拟程序中实现在线计算的激光交叉束能量转移（CBET）耦合模型。借助由激光逆轫致吸收公式引入的泵浦激光功率密度在流体网格尺度上的计算公式，该模型可计算探针激光束中每根光线所携带的能量经过与泵浦激光场相互作用带来的损失（或增加），从而实现激光能量在束间的转移。反复迭代的计算方法解决了由于激光束间能量转移与光线历史相关并且束间强耦合带来的方程求解困难。模型很容易推广到多束激光束两两能量交换的情形，也可用于研究逆轫致吸收和激光等离子体相互作用等物理内容。

提出了一种考虑衍射效应的激光几何光路追踪方法。引入由激光标量场定义的Wigner激光能量相空间分布函数，并给出该函数满足的刘维尔运动方程。Wigner分布函数用来描述经过空间任一点沿任一方向传输的激光光线上的能量分配。激光能量沿由波包色散关系定义的光线轨迹保持不变(真空中)或者衰减(等离子体中)。与传统几何光路追踪方法相比，该方法从理论上给出了激光光线初始携带能量份额的计算方法，并且将激光标量场的相位信息自然地包含在Wigner分布函数的定义里。算例表明，该方法与解析模型及广泛使用的菲涅耳衍射积分方法结果一致。

A novel atomic force microscope (AFM) for large samples to be measured in liquid is developed. An innovative laser beam tracking system is proposed to eliminate the tracking and feedback errors. The open probe design of the AFM makes the operation in liquid convenient and easy. A standard 1200-lines/mm grating and a sheet of filter paper are imaged respectively in air and liquid to confirm its performance. The corrosion behavior of aluminum surface in 1-mol/L NaOH solution is further investigated by the AFM. Experimental results show that the system can realize wide range (20 × 20 (\mu m)) scanning for large samples both in air and liquid, while keeping nanometer order resolution in liquid by eliminating the tracking and feedback error.

掠入射泵浦方式作为一种全新的X射线激光泵浦方式,采用了共轴抛物镜作为线聚焦器件.利用2维光路追踪程序,计算了高斯光束从5°掠入射角增加到7°时入射到共轴抛物镜上的线聚焦效果.研究发现,掠入射角从5°增加到7°过程中,线聚焦的尺寸随着掠入射角变大,线聚焦长度从6 mm逐渐变长到12mm,线聚焦宽度从150μm变到40μm;掠入射角6.5°～7°可以实现符合实验要求的线聚焦效果,线聚焦尺寸约10 mm×20μm(最小线聚焦宽度),7°掠入射可以实现较好的线聚焦,基本满足实验的要求.