搭建了一台主振荡功率放大(MOPA)结构的单频脉冲全光纤激光器。通过对线宽为 20 kHz 的连续单频激光器进行强度调制，获得了重复频率 10 MHz、脉宽约 8 ns、平均功率约 0.5 mW 的单频脉冲种子激光。采用多级掺镱光纤放大器对脉冲种子激光进行级联放大，获得了平均功率 300.8 W 的高功率激光输出。目前，激光器输出功率仅受限于泵浦功率，有望通过增加泵浦功率进一步提高输出功率。

针对探测器通道和待测核材料探测通道之间相对几何位置与待测核材料富集度变化之间的相互关系问题，开展了基于探测通道间协方差幅值进行核材料富集度判别的研究工作。实验中，选取富集度分别为85.15%，90.15%和93.15%的235U核材料，模拟研究了多个位置不同的探测通道所得到的协方差运算结果。研究结果表明:随着235U核材料富集度的增加，互相关的幅值也随之增大并与国外文献结果相吻合，率先在国内证明了基于探测器相对几何位置变化的探测通道互相关幅值可以推断核材料富集度的可行性。

螺旋波纹波导回旋行波管与采用圆波导的回旋行波管相比，有较大的带宽。介绍了它的线性注波互作用理论，并用该理论计算了不同的磁场与波导表面微扰幅度对Ka波段螺旋波纹波导回旋行波管线性增益的影响。计算结果与已报道的实验结果基本符合，说明该理论可以初步确定螺旋波纹波导回旋行波管的各项参数。

设计并搭建了化学激光器1/4环柱型增益发生器的实验系统。按设计流量进行了出光实验，功率计探测到的出光功率在60 W左右。测量了燃烧室温度及压力，与Alpha激光器HL911-3实验数据类似，燃烧室温度及压力曲线都存在一个爬升阶段。环柱型增益发生器沿角向扩张的特点使得光腔区压力很低，仅为0.5 kPa左右。为验证环柱状增益区的有效形成，对3对取光孔分别进行了出光实验，结果表明每对取光孔都有功率输出，证明设计的增益发生器运行正常。

推导出相干和非相干非傍轴径向阵列高斯激光束的传输公式，并用以研究了径向阵列光束在自由空间的传输特性，重点分析了阵列光束参量对合成光束光强分布的影响。结果表明：阵列半径与束腰宽度之比是一个关键参量，当它固定时，相干和非相干合成光束的光强分布都保持不变，但合成光束的光强分布和远场轴上光强最大值都与合成方式有关。

采用能够较为清晰、完整描述强飞秒激光等离子体通道内带电粒子产生过程及其演化的物理模型，进一步研究了飞秒光丝中等离子体密度的时间演化特征。计算结果表明：对于不同时间线型的脉冲，在等离子体通道形成过程中，氧气分子的电离贡献率及氮气分子的贡献率明显不同，不同线型的脉冲对高效维持高密度等离子体的寿命具有较大的影响。有效控制成丝脉冲线型能够达到对等离子体通道的高效利用。长脉冲、短波长虽能够获得较高密度等离子体通道，但其存活寿命却完全受限于通道的后期演化。

基于最小二乘法，数值分析了变形镜驱动器位置偏差与驱动器排列方式、数量及交连值等对变形镜相位拟合效果的影响。研究结果表明:对于随机产生的低频相位，在变形镜驱动器中心位置引入位置偏差后，方形排列变形镜的抗扰动能力优于三角排列方式；驱动器单元数越多，变形镜抗扰动能力也越强；交连值在一定范围增加时，变形镜的抗扰动能力随之增强。

为了得到HF化学激光器的增益发生器较佳的模块尺寸，研究了增益模块长高比对输出功率及放大级提取效率的影响。使用基于变换坐标系的有限差分方法,计算了主振荡功率放大器(MOPA)结构HF激光器不同增益模块长高比条件下的主振荡器输出功率、放大级提取效率及经放大后的输出功率。计算结果表明：对于MOPA结构HF激光器而言，当增益体积一定、小信号增益曲线相同时，随着增益模块长高比的减小，主振荡器输出功率和经放大级放大后的输出功率将有所增加，但放大级的能量提取效率将降低;当增益模块长高比已经较小(小于５)时，进一步降低长高比对激光器输出功率和放大级提取效率的影响微弱。

针对序列图像配准问题，提出一种快速低存储开销配准算法。首先，生成一系列与具体图像内容无关的特征点。而后，使用正向-反向跟踪来获取稳定的特征点对,其中，正向跟踪用于获得所有可能的特征点对，反向跟踪用来得到正向-反向误差，并且利用此误差来获取最终稳定的特征点对。最后，在稳定特征点对的基础上通过归一化直接线性变换计算得到可用于图像配准的单应矩阵。实验表明该算法能够提供与优秀的传统算法相当的配准性能。由于该算法对序列中图像之间的连续性进行了充分利用，不仅降低了存储开销，还提高了运算速度。对480×360的序列而言，该算法需要的存储开销仅为421 kB，且运算速度达到32 帧/s。

推导出了超-超引射器性能计算和优化设计模型，借助Pareto优胜、Pareto最优解和Pareto前端等概念，采用基于多目标进化/分解算法(MOEA/D)的多目标优化方法，计算得到超-超引射器多目标优化问题的Pareto前端，解决了超-超引射器多目标优化设计问题，并与常规参数分析方法进行了比较。结果表明：超-超引射器性能影响参数相互关系复杂，增压比和引射系数作为引射器主要性能参数相互冲突，通过常规分析难以得到较清晰的设计准则，利用多目标优化设计方法可有效地辅助多属性决策和系统优化设计。

报道了一种腔内六棒串接的脉冲Nd:YAG激光器。采用4×4矩阵对晶体棒失调角度对谐振腔光轴的影响进行了理论分析，给出了六棒串接脉冲激光器中晶体棒失调角度的允许范围。在串接实验中，谐振腔采用对称平平腔结构，通过调整每根晶体棒的失调角度到允许范围内，实现了六棒串接脉冲Nd:YAG激光器。在输入电功率86 kW，占空比17%时，获得了平均功率3 018 W的脉冲激光输出，峰值功率17.75 kW，最高单脉冲能量为66 J，光束参数乘积为26.3 mm·mrad，电光转换效率3.5%，长时间工作不稳定性小于2%。

根据光纤模式传输理论，结合单模锥形光纤的结构，使用有限差分光束传播法(FD-BPM)仿真了1 550 nm波长下光纤模式的传输，分析包层内模场和纤芯内模场之间的相互影响。仿真结果表明：因为包层模的存在，随着包层内模式数的减少和纤芯对模场约束状态的变化，锥形光纤纤芯内不同区域模场分布变化明显，模场的均方根宽度在不同区域有不同程度的起伏。通过数值计算得到了光纤内模场能量的分布，发现因为包层模的存在，纤芯内模场能量减小速度比没有包层模时的速度要慢。

利用Nd:YAG激光器研究了纳秒激光诱导熔石英光学玻璃的初始损伤及损伤增长,对比研究了损伤程度和损伤形貌随激光波长、能量密度、脉冲数及位置的变化规律，并对损伤机制进行了分析和讨论。研究结果表明：初始损伤受损伤先驱的物理化学性质和激光参数的影响，而损伤增长规律与初始损伤程度、激光参数和位置有关；后表面的损伤随脉冲数的增加呈指数关系增长，前表面则呈线性关系；裂纹的产生及其在后续脉冲辐照下的发展是后表面损伤增长的主要原因，高温等离子体表面刻蚀是前表面损伤增长的主要原因。

为解决红外图像弱小目标检测技术中的云层和地物等复杂自然背景抑制这一难题，提出了一种基于多尺度核归一化策略的弱小目标复杂背景抑制新方法。首先，采用波原子变换对图像进行尺度和方向分解，提取图像的多尺度和方向细节特征；然后，根据目标和背景杂波信号子带系数之间的差异，对波原子变换后各子带系数采用设计的核局部归一化调整函数进行修改，以达到有效地抑制原始图像中背景边缘、轮廓和纹理等信息和增强目标信号系数强度的目的；最后，重构调整后各个子带系数获得抑制背景后的目标图像。实验结果显示，与小波和最大中值滤波方法相比较，该方法对包含弱小目标的红外复杂背景都具有良好抑制效果，信杂比增益和背景抑制因子分别提高到3倍和4倍以上。

通过压电陶瓷(PZT)水听器获取了液体中激光空泡脉动辐射的声波，并计算了激光空泡在第1次脉动过程中泡内的含气量，结合空泡含气量对空泡最大半径及脉动周期影响的分析，进而分析了含气量对空泡声波频谱特性的影响。分析结果表明：激光空泡第1次脉动过程中泡内的含气量随着作用激光能量的增加而增加,含气量的多少将直接影响空泡运动的剧烈程度；含气量越多，空泡脉动越缓慢，脉动周期越长，空泡脉动辐射声波的峰值频率有向低频移动的趋势。

在考虑时间特性的激光大气湍流数值模拟中，构造满足要求的湍流相位屏对大气湍流的模拟尤为重要，为此提出基于多点预测的相位协方差插值方法产生湍流相位屏,由多个已知点的相位值对新插值点的相位值进行预测，推导出了插值点的预测矩阵及其残余方差的表达式，并对插值后生成的相位屏的空间统计特性进行了验证。数值模拟结果表明:该方法产生的湍流相位屏与大气湍流的统计特性符合得较好，随着用于预测的已知点数的增加，模拟生成的湍流相位屏的精度提高，并可以进行连续插值生成无限长的湍流相位屏。

对用于神光Ⅱ装置4.75 keV能点平面靶成像诊断的1维KBA显微镜进行了实验研究。基于空间分辨力和工作环境要求，设计了1维KBA显微镜的光学结构，并与传统KB显微镜的成像性能进行了对比分析。设计和制备了可同时工作于8 keV和4.75 keV能点的双能点多层膜KBA物镜，解决了系统装调问题。利用神光Ⅱ装置第九路激光打击Ti靶产生的X射线作为背光源照射1 500目金网，进行了4.75 keV网格成像实验，结果表明：在整个背光源照明区域内，系统的实际分辨力约为4 μm，系统的有效视场受背光源大小的限制。

采用针孔配接对数螺线柱面晶体方案，研制了一种小型、靶室内置X射线单色成像器，用于获取Z箍缩等离子体K壳层自辐射单色图像。在阳加速器上对该成像器进行了测试，成功地获取了铝丝阵负载Z箍缩等离子体K壳层自辐射的类氢线与类氦线单色图像。实验结果表明：该成像器具有优异的单色性(能谱带宽小于1 eV)，适合于中低原子序数Z箍缩内爆负载的特征谱线单色图像诊断。

为了更细致地理解鞘场质子加速机制，应用2维数值模拟程序Flips2D研究了质子的初始位置对加速以后质子束特性的影响。数值模拟结果表明:质子的初始位置对质子束特性的影响非常明显。质子的出射角与其在横向的初始位置有关，初始位置离激光轴越远，其出射角越大。

研究了不同退火温度下磷酸二氢钾(KDP)晶体的透过光谱和损伤阈值的变化。发现热退火对晶体的透过光谱没有影响，退火温度分别为140 ℃和160 ℃时晶体的损伤阈值没有明显变化。但是在150 ℃下，晶体的损伤阈值提高了约1.4倍。实验证明150 ℃下的热退火对提高晶体的损伤阈值效果最好。

在采用啁啾脉冲放大技术的高功率短脉冲激光装置中，终端衍射光栅的损伤阈值是限制装置输出能力的瓶颈之一。提出了测量大口径光栅损伤阈值的方法。该方法通过在线监测采集大口径光斑的同发近场光强分布情况和相应的光栅损伤图像，并经过一系列后期图像数据处理，建立起能量与损伤点的对应关系，经过一个测试光斑便可获得所有通量下的光栅损伤特性。该测量方法对光斑均匀性没有硬性要求，为损伤测量装置中难以解决的光斑均匀性问题提出了新的应对思路和方法。

为了对KBA显微镜的分辨能力进行准确计算，对KBA显微镜的分辨力和影响因素进行了研究，分析了衍射效应、几何像差、面形误差和粗糙度等因素对分辨力的影响，以此为基础建立了KBA显微镜的分辨力计算模型，并模拟了KBA显微镜的分辨力与视场的关系。用KBA显微镜获得了2.5 keV能量的X射线成像结果，中心视场范围的分辨力约为6 μm。通过实验结果与模型模拟的对比，可得建立的模型对KBA显微镜分辨力与视场尺寸的关系的描述与实际测试的结果基本符合，并对不完善之处进行了分析。

通过SRIM软件对铪离子等离子体源离子注入铜进行了模拟。模拟了铪离子注入铜的核阻止本领、电子阻止本领、入射深度随能量的变化，以及在不同注入条件下铪离子的摩尔浓度分布，并对模拟结果进行了分析。结果显示：能量低于6 MeV时核阻止本领占主导地位，高于6 MeV时电子阻止本领成为主要的能量损失，并且离子注入过程中会出现能量沉积的Bragg峰和质量沉积区域较集中的现象，入射深度随能量的增加而增加。

利用电子轨迹跟踪方法对微型轫致辐射X射线光源的一个关键部件--扰动器进行了设计研究。分析了扰动器工作原理，使用CST电磁工作室设计了扰动器的磁场分布，并计算了在此磁场分布下电子的注入效果与扰动器中心位置的关系。结果表明：扰动器的幅向中心位置越靠近电子跨越中心轨道的位置，电子注入后的振幅越小，但同时所需要的磁场强度越大。最后分析了该扰动器注入的横向、纵向接受度,其具有3 mm×0.23 mrad的横向接受度和0.1%的能量接受度。

将 5,5′-二甲基乙内酰脲(DMH)新型无氰电镀体系应用于惯性约束聚变金空腔靶制备中。利用扫描电镜和库仑计法研究了以DMH为配位剂的镀液组成和工艺条件对电镀金层质量等的影响。结果表明:该镀液体系具有良好的稳定性，控制镀液中金盐质量浓度为8 g/L，DMH质量浓度为80 g/L时，在阴极电流密度1.5 A/dm2、pH值9~10、温度45 ℃的条件下，可制得结晶致密、厚度均一的金镀层。

采用单点金刚石车削技术制备加工铝楔形靶，发现金刚石车削加工楔形靶实际轮廓为圆锥面。通过Veeco NT1100白光干涉仪对表面轮廓及粗糙度进行了测量，结果表明平面部分表面粗糙度小于50 nm，最大峰谷值小于100 nm,斜面部分表面粗糙度小于200 nm。分析认为斜面部分粗糙度测量数值较大是由刀具工作角度变化导致的，而测量轮廓线非圆锥体母线又导致粗糙度测量结果大于实际值。

采用电子束镀膜方法在Si基底上制备了Sc膜，利用XRD,SEM分析了不同镀膜工艺条件下制备的Sc膜的形貌和结构。结果表明：基底温度在350～550 ℃时，薄膜主要由单质Sc组成，而且随着基底温度的升高，膜的颗粒尺寸增大，膜也变得更加致密；基底温度提高至650 ℃时，膜全部由ScSi化合物组成，膜变成颗粒状结构。沉积速率对低温时Sc膜的形貌与结构的影响不明显，颗粒尺寸随沉积速率的增大而增大，但物相结构基本没有发生变化；而在高温650 ℃时，沉积速率对膜的形貌与结构产生了很大的影响，随着沉积速率的增大，膜表面出现了大量微裂纹，而且较低的沉积速率有利于获得衍射峰单一的膜，增大沉积速率将会导致衍射峰数量明显增加。

为了获得超高速碰撞产生等离子体粒子密度的时空分布特性，利用点电荷电场的1维理论模型，综合运用质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程和麦克斯韦方程，推导出了等离子体在膨胀过程中粒子密度的时空分布规律。通过对超高速碰撞2024-T4铝靶实验采集的原始数据分析，得到了超高速碰撞2024-T4铝靶产生膨胀等离子体云粒子密度的时空演化规律。

推导出了由两个无量纲量群聚系数与相位系数构成的非线性运动方程，并对其进行了数值计算分析。数值计算结果表明:通过优化设计参数，当谐波回旋速调管工作在放大区时，其基波、二次谐波、三次谐波、四次谐波的纵向互作用效率分别可达到55%,40%,30%,15%；当其工作在振荡区时，其基波、二次谐波、三次谐波、四次谐波的纵向互作用效率最高分别可达到93.9%,88.2%,81.8%,62.7%。

为了对等离子体天线进行更深入的研究，必须结合实验获得其真实辐射特性,为此搭建了天线辐射特性测量平台，对单源单极等离子体天线的辐射特性进行了详细的实验研究。通过测量辐射远场区接收天线感应电压数据，得出了天线的辐射方向图、主旁瓣宽度和方向系数;通过与金属天线的辐射场最大值对比，得出了天线的辐射效率;通过测量输入功率和反射功率得出了天线的输入阻抗。此项工作弥补了在等离子体天线研究中实验研究不足的问题。

提出了模拟任意形状腔体中的内电磁脉冲的三维直角坐标系时域有限差分(FDTD)算法。该算法采用FDTD共形网格技术模拟任意形状腔体的边界，可以解决腔体内非对称的边界问题。推导了γ射线斜入射的差分方程，进行了三维数值计算，并采用直角坐标系FDTD算法和柱坐标系FDTD算法计算了γ射线斜入射圆柱腔体产生的内电磁脉冲，二者吻合很好，验证了直角坐标系FDTD算法正确性。

采用长焦距镜头的后工作空间全口径分光原理，利用门控型像增强器、CCD相机、基于大规模可编程集成电路的高速快门控制触发系统等部件，研制了具有较高时间分辨能力和高灵敏度的两分幅高速相机，并在此基础上建立了束参数的高速测量系统。两分幅相机的最高快门速度约3 ns，幅间间隔时间则具有以0.5 ns的步进进行调节的能力；快门时间及幅间间隔时间可以分别独立调节，最大可到1 s；同时具有较好的线性度和空间响应的均匀性，等效背景噪声低到约5 electrons·pixel-1·s-1，并且分幅相机灵敏度调节范围大。该系统一次可以拍摄两幅图像，图像阵列可达到1 024×1 024，满足神龙一号的各种测量要求。

对4He闪烁裂变中子探测器的中子灵敏度进行了理论和实验研究。采用蒙特卡罗方法模拟了不同能量中子和不同厚度裂变靶产生的裂变碎片在4He中的能量沉积，计算结果表明：中子在4He气中的能量沉积曲线和裂变碎片的能量沉积曲线能够互补，从而使探测器对中子的能量响应变得更平坦；探测器的中子灵敏度为10-15 C·cm2量级。并对探测器的中子灵敏度进行了实验标定，实验结果与理论计算结果较为一致。

介绍了小波分析方法在逐束团束流位置测量系统中的应用。小波分析方法在高频处频率窗口较宽,具有较高的时间分辨力,使用小波分析可分离并提取信号的振荡成分及基线漂移成分，各成分在时间轴上的位置与原信号相同，原有的线性关系保持不变，在处理非平稳信号时不会造成信号明显劣化,如幅度失真和相位偏差。基于小波分解和重构的时间序列多分辨力滤波处理非平稳信号时不会造成信号明显劣化，保证了追踪束团振荡强度、相位、频率和振荡模式随时间变化的结果更真实可信。在合肥光源中，小波分析方法成功用于横向振荡振幅包络的提取及增长率、阻尼率的计算，也可用于提取横向振荡振幅包络及计算增长率和阻尼率，为机器研究、束流诊断和逐束团反馈系统调试提供了准确的依据。

分别用马尔可夫与非马尔可夫方法推导出二能级系统与库相互作用的耗散动力学，并把失谐谱密度与一个光子带隙的谱密度下的计算结果与精确解进行比较。对于失谐谱密度，分别讨论在马尔可夫与非马尔可夫库的激发态布居数，发现无论是短时的弱耦合区域，还是长时间的强耦合区域，非马尔可夫方法比马尔可夫方法更加接近精确解，而马尔可夫近似主要适用于弱耦合条件；对于光子带隙谱密度，主要考虑了小带宽的布居数，结果显示马尔可夫方法主要适用于弱耦合条件，而非马尔可夫方法主要适用于强耦合情形。结果表明：对于不同谱密度、不同的耦合区域，只有选择合适的马尔可夫或非马尔可夫方法才能精确描述系统的动力学。

提出了活化法测量DD中子产额的实验方法，该方法可提高DD中子产额测量的精度。方法基于铟同位素115In与DD中子的非弹性散射反应，活化反应释放的γ射线被HPGe探测器记录，根据活化系统标定灵敏度推算出中子产额。分析了探测器记录的活化γ射线数与中子产额间的关系。介绍了一套活化测量的系统设计。通过蒙特卡罗方法模拟了活化样品出射的γ射线数与样品厚度的关系，模拟结果表明：样品厚度取为1 cm可兼顾活化效率和测量精度。在加速器上对铟活化样品进行了标定实验，实验结果表明：在聚变中子产额大于2×109的实验中可使用铟活化诊断方法，中子产额测量的相对标准误差在10%以内。随着聚变中子产额的不断提高，铟活化测量中子产额的精度可进一步提高。

采用热解析法初步研究了铒、钪膜中离子注入氦的热解析行为。研究结果表明：同种元素铒中离子注入氦的热释放峰位相同，但膜的致密性将影响氦的释放量，结构疏松的膜中存在的孔洞是氦的快速释放通道；在相同注入剂量和能量条件下，铒、钪膜中注入氦的热释放峰位不同，这可能与氦在铒、钪膜中的深度分布及膜的致密性有关，利用质子增强背散射法测量出能量为60 keV的4He+在铒、钪膜中的注入深度分别为210,308 nm。

制备了一种NdFeB永磁材料，探讨了制粉前处理方式对粉末离散性、粒径及成品NdFeB永磁体结构与性能的影响。原材料经熔炼、粗破碎后，采用高速风选和高压氢爆2种制粉前处理方式，然后采用同样的成型、烧结和回火工艺制备得到(PrNd)32.3Nb0.70Al0.60Cu0.20B1.03Fe65.17合金，并系统研究了该合金的显微结构和磁性能。结果表明:高压氢爆处理后得到的粉末粒度呈单分散性，粉末粒径较细，所制备得到的磁体样品的微观结构均匀性也较好;高压氢爆处理后制得的磁体样品剩余磁通密度比高速风选制粉方式得到的磁体样品高0.047 T，内禀矫顽力高 193.4 kA·m-1，最大磁能积高24.6 kJ·m-3。

从理论分析、软件模拟、实验研究等方面研究了氮气介质高气压开关的工作特性。根据强度理论计算所设计并加工的开关的理论压强可达10 MPa。对氮气介质高气压开关进行实验，得到在气压范围2，4，6 MPa、电极间隙0.1，0.5，1.0 mm时，气隙的击穿延时小于14 ns，抖动小于1 ns；在气压2 MPa、电极间隙0.1 mm时50%击穿电压约为34 kV。与常压空气开关相比较，该开关具有很好的稳定性和绝缘特性。

基于一台紧凑型脉冲电流发生器，对小型X箍缩进行了初步的实验研究。当改变X箍缩双细丝的直径和材料时，流过负载的总电流几乎不变，这表明双细丝阻抗远小于负载的总阻抗。使用这些细丝，X箍缩均能辐射X射线，但随着细丝质量的增大，X射线辐射时刻相对于电流起始时刻的延迟逐渐增大,X射线脉冲通常为亚纳秒脉宽的单峰或几乎重叠的双峰。对于小质量的细丝负载，若驱动电流足够大，时常观察到时间间隔较长的两个X射线脉冲，并被确认为二次箍缩所致。

介绍了一种可以完成脉宽、幅值、频率可调、十路脉冲输出且延时可调功能的程控脉冲发生器。硬件主要包括主电源和辅助电源、功率放大电路、控制系统处理器、数字键盘和液晶显示屏。该脉冲发生器输出脉冲宽度可在1~30 μs间调节，脉冲幅值在1~15 V间调节，输出脉冲频率范围为1 Hz~30 kHz，十路脉冲输出中每路脉冲之间可以在0~1 ms范围内精确调节。该脉冲发生器可为多个脉冲源的并联运行提供延时触发，为多个绝缘栅双极型晶体管(IGBT)开关串联提供同步触发。

研制了10 kV高压反向开关晶体管(RSD)开关组件。在重复频率0.2 Hz、峰值电流约107 kA、峰值功率约1 GW、单次传输电荷约20 C、单次传输能量约100 kJ条件下，实验次数达50 000多次；主要研究了RSD开关的静态伏安特性随实验次数的变化趋势。采用数值分析的方法，统计拟合得到了长脉冲大电流条件下RSD开关的寿命模型，并依据失效判据初步预估RSD开关的寿命可达107次。

以强光一号等离子体源(电缆枪)为研究对象，采用电荷收集器(法拉第杯)对强光一号等离子体源性能参数进行测量。实验结果表明：等离子体发射密度与电缆等离子体枪枪芯到枪口的距离正相关，而发射速度与电缆等离子体枪枪芯到枪口的距离负相关；增大电缆枪驱动电压时，等离子体发射密度增速远小于驱动电流增速。重复性研究表明，对由数十支电缆枪组成的等离子体源而言，单支电缆枪放电分散性对其输出等离子体整体分布均匀性影响不大。不确定度分析表明，通过多次重复实验求平均值，可以有效减小实验结果的不确定度，发射密度测量结果的合成标准不确定度在10%以内。

参照研制成功的300 kA直线变压器驱动源单级感应腔的物理设计和电气参数，在考虑气体开关火花通道电阻、放电支路间电磁耦合、磁芯磁滞及饱和特性、次级功率传输的情况下，建立了较完备的单级感应腔电路模型。实验验证了模型的有效性，感应腔正常输出和单支路开关自放电时模拟结果与实验波形均吻合较好，表明模型可以模拟腔内电气元件异常时感应腔的工作特性。

采用自行研制的低造价、小体积、可产生幅值0~35 kV、重复频率1 kHz的高压μs脉冲电源，设计了一套以大气压氖气为工作气体的介质阻挡放电(DBD)等离子体射流源，通过测量并计算放电过程中的电压-电流波形、拍摄放电图像、光谱分析等手段，对电压幅值、气体流速对氖气等离子体射流特性的影响进行了研究。结果表明：μs脉冲电源激励下大气压氖气DBD能产生锥状的等离子射流且其等离子强度适中；μs脉冲电源电压幅值的快速上升,可在放电空间瞬间施加高的过电压，能有效促进放电功率、电子密度、电子激发温度和射流长度的增加；工作气体流速的增加使得放电功率、电子激发温度和电子密度减小，而射流长度变化很小；一定条件下，能形成长距离的射流。

以已建成的10级直线变压器驱动源系统为依托，以传输线计算方法为基础，通过引入空间电荷限制流和磁绝缘流阻抗模型，对感应电压叠加(IVA)真空功率流的电路计算方法进行了探索，开发了包含磁绝缘过程的全电路计算程序，提供了一种快速评估该IVA系统真空功率流的方法。计算结果表明：对磁绝缘状态下流阻抗的描述是该方法准确计算的关键;解决好算法的数值稳定性，避免数值振荡的发生，是将这一方法推广应用的重要前提。

给出了微分吸收法测量二极管电压的基本原理和实验结果。利用MCNP程序对轫致辐射-衰减-探测器系统建模，模拟得到了输出剂量与二极管工作电压关系拟合曲线。建立了微分吸收法测量二极管电压测量系统，通过在探测器前端放置不同厚度的吸收片，得到了衰减程度不同的波形。结合理论计算的拟合曲线和实验波形，利用迭代法计算得到了晨光号加速器二极管电压，电压峰值为0.58 MV。和传统方法所测得二极管工作电压进行了比较，结果较为一致。

新型Z箍缩驱动源系统采用变阻抗线结构形式的径向阻抗变换器进行能量传递和变换，为了获得最大的能量效率，需要应用电路模拟方法研究变阻抗线传递功率的特性。采用了等阻抗差分段法对变阻抗线进行了建模计算，与以往的等长度分段方法比较，在相同的分段数量下，等阻抗差分段法在阻抗变化的连续性上优于等长度分段法。给出了具有指数形式的变阻抗线的算例，分别采用两种分段法进行了计算，对计算结果的比较表明:等阻抗差分段法可以使计算更快地收敛到真实解。

设计加工了一套可用于测量环形磁芯在8～12 T/μs恒定磁化速率下脉冲性能的实验平台，该实验装置主要包括脉冲形成网络、放电开关、匹配负载及被测磁芯。基于该平台对国产的铁基纳米晶磁芯的磁化曲线进行了测试，得到了铁基纳米晶磁芯在200～300 ns范围内的损耗和非饱和脉冲导磁率。实验结果表明：铁基纳米晶磁芯的相对脉冲导磁率随着磁感应增量增大及工作脉宽减小而减小，磁芯损耗则逐渐增大。

针对真空条件下干式脉冲电容器在额定工作电压以下较易发生闪络故障的情况,提出了一种新型真空脉冲电容的绝缘结构。分析了真空条件下大容量脉冲电容器的失效机制和解决方案；研究了3种不同绝缘材料沿面闪络电压，并进行相关理论分析；提出一种电容器整机灌封结构，该结构采用固体绝缘方式,避免了真空下的电容器低气压放电。通过对研制的真空脉冲电容器的测试表明，该脉冲电容器可以在10-2Pa及其以下气压的真空条件下可靠工作。

设计了一种同轴场畸变气体火花开关，在开关仅受触发脉冲作用和开关内外电极分别连接正负充电电容两种条件下，实验研究了触发脉冲峰值对开关间隙在氮气中的放电通道数的影响，比较了两种条件下的放电通道数。开关仅受触发脉冲作用时，放电通道承载电流较小；开关内外电极分别连接充电电容，触发脉冲施加于开关触发极时，放电通道承载电流较大。实验结果表明：仅受触发脉冲作用时，开关内间隙的平均通道数随着触发脉冲峰值增加而显著增加；开关电极连接电容的情况下，随着触发脉冲峰值增加，开关内间隙的平均通道数增加，外间隙的平均通道数减小；相近的过电压倍数下，开关电极连接电容情况下的平均通道数明显小于开关仅受触发脉冲作用情况下的平均通道数。

在对Marx发生器和直线型变压器驱动源(LTD)电路拓扑结构及等效参数进行分析对比的基础上，结合两种电路拓扑结构的技术特点，提出了基于Marx基本回路的混合模式LTD模块构想。在混合模式LTD模块中，每个基本回路是一个多级的Marx发生器回路，回路中只有前一级或几级开关需要外部触发，而后级开关工作在自击穿模式。计算分析表明：混合模式LTD模块设计可以有效降低LTD系统对多路同步触发的要求；独立回路式结构可提高整个混合模式LTD模块的可维护性；回路间耦合触发的方式可提高整个混合模式LTD的工作可靠性。最后，还探讨了回路内阻、磁芯损耗及Marx发生器回路中后级自击穿开关抖动对混合模式LTD模块参数设计的影响。

与瑞士保罗希尔研究所合作，在双方合作开发的通用加速器模拟程序库OPAL中添加了3维复杂几何处理模块及场致发射与二次电子发射模块，使得OPAL具备了进行3维复杂结构中场致发射与二次电子倍增效应模拟的能力，可用于优化复杂高频/微波器件的结构设计从而抑制暗电流发射或二次电子倍增效应。

基于工频或高频磁化条件下磁芯的测试数据不能准确反映磁芯在单次脉冲磁化下的性能,给出了一种脉冲磁化条件下磁芯性能的测试方法和数据处理方法，实验研究了快脉冲磁化条件下非晶态合金磁芯的损耗特性，磁芯最短饱和时间67 ns，最大磁化速率达到40 T/μs。通过数据处理，给出了磁芯损耗与磁化速率的关系曲线，获得了不同磁化速率下磁芯的损耗数据。分析了脉冲磁化条件下涡流损耗和磁滞损耗所占的比例。研究结果表明:脉冲磁化条件下非晶态合金磁芯损耗与磁化速率关系符合饱和波模型，磁芯损耗随磁化速率增大而线性增大。

针对强激光能源系统对Marx触发器的输出性能和可靠性要求，介绍了一种六级的Marx触发器。通过采用多级低电感脉冲形成电路获得了高幅值、陡前沿的输出脉冲，运用实验与概率分析相结合的方法，确定了它的工作参数。实验研究结果表明：这种Marx触发器的误触发率和触发气体开关成功率均符合两参数的威布尔概率分布；当欠压比为65%、工作电压为13.5 kV、工作气压(绝压)为0.35 MPa时，能输出幅值120 kV、前沿20 ns的电压脉冲;该触发器能同时满足误触发率低于0.000 1%，正常触发成功率高于99.999 9%的技术要求。经过长时间现场运行测试，Marx触发器工作良好，无异常现象。

基于表面微加工技术，设计并制作了一种微型平面式气体火花开关，其尺寸仅为1.5 cm×0.5 cm，对制作的微型火花开关进行电路测试，得到其输出电流峰值约为3 450 A，上升时间164 ns。结合实验结果,对开关器件进行电路系统仿真并提取参数，得到系统电感为26.5 nH，电阻为0.066 Ω，与传统机械结构的立体式火花开关相比，器件参数得到显著优化。