为满足中波红外高空间分辨率偏振干涉测量需求, 本文提出一种基于微型静态干涉原理的中波红外线偏振干涉成像系统。该系统不含狭缝, 具有信息量多, 光通量大等优点。介绍了线偏振干涉成像系统的工作原理, 采用近轴光学理论计算了初始结构参数, 进行了系统优化设计。分析了入射光分别为完全非偏振光和线偏振光时系统的透过率, 给出了系统所能探测的最小辐射强度。为了降低探测器强度的随机波动对偏振测量的影响, 采用等权重方差优化了系统的偏振测量矩阵, 并通过数值仿真验证了方法的正确性。最后, 分析了偏振片的旋转误差对偏振测量的影响, 给出了偏振探测精度为2%时的偏振片旋转公差容限。设计结果表明: 傅立叶变换型线偏振干涉成像系统成像质量良好, 在探测器的特征频率17 lp/mm处, 各视场的调制传递函数值均大于06, 满足系统的使用需求。

为了避免传统针孔式点衍射干涉仪中干涉成像系统所带来的误差, 提出一种无镜成像算法, 无需干涉成像系统, 从 CCD直接采集得到的干涉图复原求解被测件面形。基于平面波角谱理论构建虚拟物像共轭关系, 由CCD处直接采集到的干涉图反演至被测件共轭位置的干涉图。仿真与实验结果表明, 提出的无镜成像算法可以有效消除干涉图边缘衍射和中心衍射条纹, 同时抑制相干噪声。采用无镜成像方法可以避开干涉成像系统的设计与加工难度, 有效地保证针孔式点衍射干涉仪的测量准确度。

国际反质子与离子研究装置(FAIR)项目中的Super-FRS超导二极磁铁是一个大型温铁结构的超导磁体，由中国负责设计、研制和测试。为了研究超导线圈的性能和其设计的可靠性，前期研制了一个测试线圈。建立了一个基于ANSYS和OPERA 3D的三维失超模型，不仅将模拟结果和实验数据进行对比，更可以获得失超过程的更多细节。模型将环氧浸渍的超导线圈简化为各项异性连续介质。将ANSYS求解器用于瞬态传热过程的分析，OPERA 3D用于磁场计算，并采用ANSYS脚本语言(APDL)进行焦耳热的计算和保护电路方程的求解。模拟得到了温度、电压、电流随时间的变化曲线和失超传播过程。最后将模拟结果和测试线圈的测试结果进行了比较。

介绍了一种基于相干辐射测量的激光-电子束同步方法, 描述了实现空间及时间同步的基本原理、步骤和细节, 并利用这种方法在上海深紫外自由电子激光装置(SDUV-FEL)上实现了电子束与激光之间亚ps量级的精确同步, 为基于外种子激光的高增益高次谐波产生(HGHG)、回声型谐波产生(EEHG)和级联HGHG自由电子激光实验奠定了坚实的基础。还利用这种手段对不同条件下的电子束纵向特性进行了测量和分析。

从统计光学出发，建立了带旋转毛玻璃干涉成像系统的信噪比理论模型，分析旋转毛玻璃参数、光场相干性与系统信噪比之间的关系。模拟计算和实验结果表明：旋转毛玻璃降低了干涉成像系统中光场的相干性，增大了曝光时间内采集的不相关散斑场个数，从而抑制了相干噪声;旋转毛玻璃表面粗糙度的增大,相关长度的缩短,转速的提高都会减小光场的相干时间。为了得到较理想的系统信噪比，应控制旋转毛玻璃参数使旋转周期约等于CCD曝光时间，并使光场相干长度为测试光和参考光间光程差的2～5倍。

根据统计光学建立了干涉成像系统信噪比的理论模型，数值分析了干涉成像系统信噪比与系统参数之间的关系。分析结果表明：为了提高系统的信噪比，应提高信号光场强度与噪声光场强度之比,使参考光和测试光光强接近相等,降低系统中光学元件的数量和每个元件的偏差,使光源相干长度约为测试光和参考光间光程差的2~5倍。要使信噪比大于10，则要求系统中光学元件总偏差的标准差小于1/4波长。信噪比的统计理论模型可为干涉成像系统设计和干涉测量提供理论指导。