为测量4 MV感应电压叠加器的电压，设计和标定了多个D-dot电压探头。频响测试结果表明探头频率上限大于270 MHz，满足待测电压信号频率响应需求。标定中，由于分压器与探头的安装位置不同，为了避免传输线阻抗失配导致快前沿电压信号在不同测量点的电压波形差异，采用前沿数百纳秒的脉冲信号开展标定。由于探头的低频特性同时满足标定与实测的需求，因而标定的准确性得以保证。考虑装配结构及精度对探头灵敏度的直接影响，次级电压探头采取了在感应腔逐级安装过程中的在线标定方法。由于靠近二极管的电压探头受到电子等影响导致波形畸变，因此直接测量负载电压存在困难。4 MV装置的多发实验结果表明，输出端传输线上电压波形与其下游位置电压波形之差，与用两者之间电感计算的电压波形相吻合，说明采用二极管上游电压探头的测量结果来计算二极管电压是行之有效的。

为了消除光束倾角带来的不确定性，本文建立了一种双路偏振式激光多普勒测速系统。该系统使用双光束双探头结构来探测物体的运动信息。首先，通过转动实验精确获得双光束间的夹角大小，对于任意光束倾角，本文采用双探头装置收集运动物体表面的散射光束，结合双路偏振式光路结构，得到两路干涉信号的多普勒频移。然后，创新性采用了细化分帧算法对两路干涉信号进行实时解调，通过两路速度分量的合成得到物体真实速度。实验结果表明：速度在10 mm/min~1500 mm/min范围内，测量值与理论值之间的平均误差可以达到1%~5%。在非平稳运动过程中，通过细化分帧算法修正后的v-t图像RMSE均值为1.19 mm/min。该系统结构满足速度测量的稳定可靠、精度高、抗干扰能力强等要求。

介绍T量级水冷式螺线管线圈的结构设计及仿真研究工作。采用多层水冷结构设计，对不同温升导致的变形量进行计算并校核，最后利用POISSON程序对线圈磁场进行仿真计算。计算表明：最大温升60 ℃时，整个结构变形量小于0.07 mm，即探头相对位置变化量可小于0.1 mm；96.6 A电流加载时，中心区最大磁感应强度为1.5 T；0.01%精度轴向磁场宽度为40 mm，0.1%精度轴向磁场宽度为140 mm。从仿真结果来看，设计的水冷式螺线管线圈可满足磁场探头校准测量要求。

拉曼光谱技术以其多组分同时探测、分子指纹特性等优点被广泛应用于多个领域，但其较低探测灵敏度严重限制了此技术的进一步发展。为了提高拉曼光谱技术粉末样品原位分析能力，提出了一种基于石英管增强的高灵敏度拉曼光纤探头。探头采取内镀金属空芯光纤用于光信号的传输，有效减小了背景信号对拉曼光谱的影响；探头底端采用石英管设计，增大采样体积和收集效率，提高了拉曼光谱的探测灵敏度。理论分析了石英管拉曼光谱技术可提高粉末样品的探测灵敏度，详细介绍了探头的设计和实现，进一步评估探头的性能，结果表明：相较于球透镜拉曼探头，拉曼信号强度（NaHCO₃）增强2.92倍。为模拟实际应用场景，采用光纤拉曼探头成功获得了容器中不同深度粉末样品（Na₂SO₄和NaHCO₃）的拉曼光谱信息。文中设计的石英管增强拉曼探头具有外径尺寸小（外径仅为2 mm）、灵敏度高等优点，可对深层次粉末样品进行探测，为现场粉末样品原位分析提供了一种新途径。

目前的电场探头标定实验大多只考虑TEM小室结构和性能的影响，在校准实验中，探头的放入使得标定结果产生了很大的偏差，相较于TEM小室，电场探头的尺寸是产生误差的主要原因。以开放式TEM小室为基础，考虑了实际模型和电场探头的影响，利用三维电磁仿真软件，从时域角度研究了不同结构和尺寸TEM小室的辐射场分布，并从频域角度对TEM小室的S参数进行分析。比较了探头放入小室前后的误差，并根据计算结果引入了电场的校准公式。为改善探头对电场的影响，设计了一种新型结构，结果表明，新结构在保证带宽的同时，提高了电场的均匀性和探头标定的准确度。