自支撑薄膜滤片是极紫外波段重要的透射式光学元件。为获得13.5 nm极紫外高透射率滤片，本文选用硅（Si）作为膜层材料，通过脉冲直流磁控溅射在可溶性衬底沉积厚度为50 nm的Si单层膜，并成功制备了自支撑Si薄膜滤片样品。利用X射线反射、扫描电镜、同步辐射装置等测试手段分别对样品膜厚、形貌以及光学性能进行了表征，结果表明，50 nm厚的Si滤片在13.5 nm处透射率达到86.02%。进一步通过检测样品组分，结合IMD软件计算并分析了滤片氧化程度，解释了其在12.5~20 nm波段理论透射率与测量值之间存在差异的原因。该研究成果将极大地拓宽此类高透射率Si滤片在极紫外光学工程领域的应用前景。

用能量色散X射线荧光光谱方法检测轻基体中重金属元素时, 提高峰背比是一大难题, 而设置滤片是解决这个难题的一种办法。 该研究先对初级滤片(分为一类初级滤片和二类初级滤片)和次级滤片(平衡滤片)的选择(材料元素及厚度)作了理论分析, 然后通过MC软件进行蒙特卡罗进行分别模拟, 比较设置前后的峰背比, 验证理论分析的准确性。 一类初级滤片模拟设置了Fe和Cu两种材料, 结果表明设置后的峰背比较设置前的1.36均提高了两倍左右； 二类初级滤片模拟设置了Te和Ba两种材料, 设置后的最大峰背比分别为14.88和13.58, 均比比设置前提高了10倍左右； 平衡滤片则是先后设置Rh和Ru两个滤片, 两者计数相减即得到平衡通带, 结果可见通带内特征峰透过率为83.1%, 而通带外的背景值降低到几乎为0, 使得峰背比大大增加了。 经过比较, 三种滤片的设置都有效地提高了峰背比, 其中平衡滤片提高的倍数最大, 二类初级滤片次之, 最小为一类初级滤片。 理论上三种滤片是可以同时设置以更大地提高峰背比的, 但由于轻基体中Cd元素含量很小, 而低计数的结果会大大增加放射性统计涨落误差, 因此, 在实际应用中, 还应考虑到这一点, 以决定是否进行两两同时设置或者三者同时设置。 研究创新之处在于除了传统的两种滤片外, 还提出了二类初级滤片的运用。

在间接驱动的激光惯性约束聚变实验中, 激光辐照产生的X射线能流的测量非常重要, 它可以推测出黑腔的辐射温度和激光腔靶的耦合效率, 一般通过平响应X射线探测器得到不同角分布的辐射流数据。通过对平响应复合滤片的结构参数进行优化设计, 提高了平响应X射线探测器的测量精度。研究了复合滤片中薄金层、厚金层和孔面积比等结构参数对X射线探测器响应平整度的影响规律。从实验结果中可以得出: 滤片和金阴极的标定数据和理论结果基本一致, 并且薄金层的厚度对探测器整体响应的平整度起到主要作用, 厚金层厚度和孔面积比影响较小, 优化后探测器的平响应度达到5%, 与理论设计相一致, 此时的薄金层厚度、厚金层厚度和孔面积比分别为50 nm、380 nm和1:6.1。

实时微型多光谱成像方法能够在零机械运动下, 单次曝光同时获取目标对应于几个不同特征波段的多幅二维空间光谱图像, 具有效率高、体积小、抗震等优点。具有高光密度值的二维点阵式窄带微滤片(简称微滤片)是用于活体荧光成像的实时微型多光谱荧光成像技术的核心部件。首先对微滤片进行优化设计及关键参数的确定, 其次研制了既具有二维空间分辨、又有高光学密度值的微滤片。实测结果显示所研制微滤片基本周期单元具有52 ?滋m×52 ?滋m空间分辨率、透过带带宽为24 nm、光密度值高达4、不同光波段通道之间图像信号串扰微弱。该二维点阵式窄带微滤片的成功研制为实时微型多光谱荧光成像技术的应用扫清了障碍, 对医疗活体光学病理诊断及使用多荧光探针来探索生命过程的研究有重要意义。

以带通平响应为优化目标，通过残余响应、带外残余响应相对误差以及残余响应平整度3个参数来优化滤片的厚度，设计了一套共有7个能量通道、连续覆盖18~88 keV能谱范围的Ross滤片谱仪。该谱仪能量通道宽度在2~20 keV之间。多数能量通道的带外残余响应相对误差低于10%，残余响应平整度优于20%。将该谱仪应用于微聚焦X光机上的高Z金属球壳高能X射线背光照相实验，结果表明：在不同的实验条件下，Ross滤片谱仪测得的能谱形状与理论模型给出的结果符合较好，测得的能谱不仅能够很好地解释背光照相图像，而且可用于根据图像反推客体的面密度。

利用一套罗斯滤片系统测量激光轰击固体金属Ti平面靶产生的X射线辐射通量，系统包括两个相同的X射线探测器及相应滤膜。罗斯滤片法的优点在于利用相邻核素对X射线相似的阻止率，可滤出一个窄的能带并去除高能部分的干扰，获得了Ti平面靶K壳层X光辐射产额。实验结果表明：硬X射线能段在4.5~4.9 keV之间的K壳特征辐射占优，连续谱所占份额较低(与晶体谱仪一致);随着激光能量的增加，特征辐射增加;激光强度接近2×1015 W/cm2时，能量转换效率出现峰值。

在黑腔实验中使用了一种滤片选通的平响应X光探测器，探测器基于Al阴极X射线二极管构成，并结合了一种特殊结构的复合滤片，实现了在金M带能区的带通平响应特性，探测器响应曲线的平整度好于10%。应用这种新型探测器，从不同方向测量了金等离子体在M带能区的腔外绝对辐射量和角分布。由实验发现，随着探测器与腔轴之间角度的增加，探测器透过激光注入口的观测视场减小，同时观测区域等离子体温度下降，从而导致探测器测量到的M带能量变小；输运腔在激光注入过程中存在等离子体堵腔效应，输运腔的M带能量份额比大腔的份额要高。

连续光谱的同步辐射光通过入射狭缝照射到光栅单色器后，在出射的单色光λ中总是不可避免的混有基波λ的高级次谐波λn=λ/n。采用自制的3300 1p/mm 金膜自支撑透射光栅和美国IRD公司的AXUVI00G光电二极管探测器，定量研究了光谱辐射标准和计量光束线在5~40 nm波段的高次谐波。研究了Zr，Si，Al和Al/Mg/Al滤片在不同能量范围对高次谐波的抑制作用，给出了实验数据和曲线。在5~40 nm波段，适当的选用Zr，Si，Al和Al/Mg/Al 滤片可有效地抑制高次谐波，在5~34 nm波段将高次谐波与基波的信号强度比例控制在8.06%以内，经量子效率修正后小于3.08%，在35~40波段经探测器量子效率修正后高次谐波比例小于10.00%。

对用X射线CCD作测量设备的在线针孔相机信号强度进行了估计。利用激光原型装置柱腔能谱曲线、PI-SX1300型号X射线CCD的量子效率曲线分别对在CCD加Be滤片和加不同材料的平面镜两种情况下的针孔相机成像获得的X射线信号在CCD上的信号强度计数进行了估算,结果表明:厚度不大于200 μm的Be滤片只能将信号强度的计数降低一个量级;3°入射的金平面镜,5°入射的镍、碳平面镜和硅平面镜虽然也可将信号强度计数降低一个量级,但这两种衰减方法得到的强度计数超过了CCD的饱和计数值。计算了不同厚度的Be滤片结合平面镜的针孔相机对信号强度计数的衰减情况,结果表明:Be的厚度在20～40 μm时,平面镜选择3°入射的金平面镜或者5°入射的镍平面镜,两者结合可以较好地衰减信号。