随着云计算、物联网和人工智能等技术的快速发展, 终端设备在硬件资源和能耗上面临巨大挑战。为了降低运算单元的功耗, 文章提出了两种基于新型4-1压缩器的低功耗近似乘法器。通过分析4-1压缩器的误差, 设计了误差补偿单元并应用在乘法器中, 降低了近似乘法器的精度损失。仿真结果显示, 与精确乘法器相比, 提出的两种8位无符号数近似乘法器在延时上分别降低了5.67%和18.23%, 在面积上分别降低了6.54%和20.36%, 在功耗上分别降低了15.83%和30.94%。最后, 在图像锐化实验中, 提出的设计表现优秀, 验证了其在可容错应用中的有效性。

波前畸变会影响平行光栅对压缩器输出脉冲的可压缩性和远场焦斑的质量。结合光线追迹法和夫琅禾费远场衍射原理建立了平行光栅对压缩器理论模型。同时分析了输入脉冲的波前误差、光栅衍射面的形变以及光栅波像差对压缩器输出脉冲远场焦平面时空特性的影响, 并采用蒙特卡罗方法数值模拟分析了其误差容许范围。为高功率激光装置中平行光栅对压缩器中进行波前畸变和光栅质量的控制提供了理论参考。

针对掺钛蓝宝石固体激光器腔内脉冲压缩的问题，利用光学设计软件设计棱镜对超短脉冲压缩器，对脉冲群延迟色散进行补偿，以此压缩超短脉冲。利用光学设计软件建立棱镜对脉冲压缩器模型，利用计算群延迟色散的宏得出棱镜对群延迟色散与棱镜对间距之间存在线性关系，结合蓝宝石晶体的群延迟色散，优化获得与之匹配的压缩器结构参数。对脉冲中心波长群延迟色散进行补偿的同时，使用色散小的熔融石英玻璃使100 fs脉冲边带波长的群延迟色散减小至10 fs2。运用光学设计软件计算光学系统的群延迟色散具有直观、简单、计算量小的优点。

在两种不同条件下分别讨论了平行光栅对压缩器输出激光脉冲的时间稳定性，采用数值计算的方法定量分析了光束指向性、折返镜姿态变化、光栅对平移误差等因素对压缩器输出脉冲脉宽的影响以及在不同光栅刻线密度下输出脉冲对这些因素的敏感程度，并给出了不同条件下不同影响因素的误差容许范围。

根据能量倍增器的工作原理，对3 dB桥误差引起的能量倍增器性能变化进行了理论分析，并对BEPC和BEPCⅡ直线加速器所使用能量倍增器的3 dB桥误差进行了讨论，为判断焊接后3 dB桥桥臂波导变形提供了理论参考。结果表明：无论是功率分配不平衡，还是相位关系偏离，都会使部分功率反射回速调管。功率分配不平衡和微波相位关系偏离值越大，则功率倍增因子下降得越多。

为了克服目前高能短脉冲装置压缩光栅的损伤阈值无法满足要求的问题，针对星光Ⅲ装置皮秒激光束的压缩器，设计了由熔石英材料构成的、具有较高损伤阈值的光子晶体光栅，该光栅由2维光子晶体和表面光栅结构两部分组成，具有高反射效率和强角色散的能力。计算结果显示:经过优化设计的光子晶体光栅在波长1 053 nm，57°～77°的入射范围内，-1级衍射效率超过了92%，而当入射角为71°时，在1 040～1 090 nm光谱范围内，-1级衍射效率超过92%，性能满足使用要求。

为了开展S波段能量倍增器脉冲压缩实验,对能量倍增器进行了冷测和热测工作,主要包括对能量倍增器的指标、参数的测量以及在高功率下对能量倍增器的输出功率、功率增益等参数的测量。实验中,完成了微波固态源系统的改造,研制了同步信号控制器,研究了输入输出脉冲宽度对输出峰值功率的影响,并对实验中可能的射频击穿问题进行了研究。在输入功率5 MW时,得到了功率增益7.122,输出脉宽260 ns,输出峰值功率35.35 MW。

通过数值求解广义非线性薛定谔方程，研究了由高非线性光纤分别与3M-FS-PM-7811光纤和SMF-28光 纤串联构成的全光纤脉冲宽度压缩器在压缩波长为1550nm的红外光脉冲宽度方面的性能。计算结果表明：采用3M-FS-PM-7811光纤的 脉冲宽度压缩器所需要的入射功率小，而采用SMF-28光纤的脉冲宽度压缩器输出的脉冲基座小；两种全光纤脉冲宽度压缩器均 能将脉冲宽度为2ps的高斯输入脉冲压缩到200fs 300fs。

Pivotal parameters and restricted condition of the grating-size-limited compressor in an ultra-short, ultra-intense laser system are analyzed, and three basic parameters are obtained. An optimal method for compressor to output a maximal pulse energy is developed, and the maximal output pulse energy of the grating-size-limited compressor is given. Compared with the traditional circular beam method, an advanced elliptical beam method is presented, which could be used to output much higher pulse energy, a smaller spot size and a larger focal intensity. Using numerical simulation, the maximal output pulse energy of the 500 mm grating compressor based on the circular beam and the elliptical beam are calculated separately. The results show that the 500 fs, 500 J, 1 PW pulse can be obtained without using tiled grating technology if elliptical beam method is used.

提出了一种压缩系数可控的光脉冲压缩器该脉冲压缩器主体包括梳状色散分布光纤(CDPF)和喇曼放大器两部分.梳状色散分布光纤由多段色散位移光纤和单模光纤拼接而成,具有喇曼增益介质的功能对一给定的光脉冲序列,可以通过控制泵浦功率实现脉冲压缩器的压缩率可调.通过对非线性薛定锷方程的数值模拟,这一光脉冲压缩器的性能得到了验证.当光脉冲在CDPF中传输时,脉冲得到压缩并且被放大.对喇曼泵浦功率来改变可以得到不同的输出脉宽.通过优化CDPF的结构,得到了喇曼泵浦功率和压缩系数之间很好的线性关系.