随着能量输出能力的不断提升，高功率激光驱动器运行对光学元件的性能和打靶光束的质量都有了更高要求。传统测量仪器结构复杂、精度有限，难以满足实验需求。朱健强课题组将计算成像技术引入到高功率激光驱动器的参数测量中，精确测量大口径光学元件的形貌、应力分布、热畸变等特征，脉冲光束的时间、空间、近远场分布等参量，以及激光与物质相互作用的过程；进一步发展相干衍射成像（CDI）技术，开发出单次曝光三维PIE（ptychography iterative engine）技术、多模态相干调制成像（CMI）技术、分束编码成像技术等，建立了相干衍射成像技术的解析模型，在数学上分析了CDI技术解的唯一性。本文主要综述了课题组在惯性约束聚变中计算光学成像技术应用方面的研究进展。

基于亚纳秒间隔的皮秒激光双脉冲，研究了双脉冲时域整形对K9玻璃表面烧蚀特性的调控规律。当子脉冲间隔为667 ps时，不同形状双脉冲下玻璃表面的烧蚀形貌随激光通量增加的变化规律明显不同，而泵浦通量起着决定性作用。当泵浦通量低于阈值时，双脉冲烧蚀特性基本与单脉冲相似；当泵浦通量在阈值附近时，泵浦脉冲对玻璃表面的微纳米尺度的烧蚀会显著增强探测脉冲的烧蚀效应。当泵浦通量高于1.3倍阈值时，泵浦脉冲在玻璃与空气界面附近产生冲击波，探测脉冲被冲击波的高密度前沿界面反射和干涉，在中心烧蚀区域周围产生了圆环状烧蚀形貌，且圆环分布与探测通量密切相关。双脉冲烧蚀的内径尺寸与泵浦通量相关，而外径尺寸与双脉冲的形状、通量均相关。对比研究了子脉冲间隔为333 ps和667 ps时的等通量双脉冲烧蚀形貌，结果发现：低通量下较小的脉冲间隔可以增强烧蚀效应；高于烧蚀阈值的泵浦脉冲会影响探测脉冲的能量沉积；两种脉冲间隔下环状形貌的不同反映了泵浦脉冲产生的冲击波的传输特性不同。最后基于实验结果讨论了双脉冲序列时域整形进行表面烧蚀调控的物理机制。

Classic interferometry was commonly adopted to realize ultrafast phase imaging using pulsed lasers; however, the reference beam required makes the optical structure of the imaging system very complex, and high temporal resolution was reached by sacrificing spatial resolution. This study presents a type of single-shot ultrafast multiplexed coherent diffraction imaging technique to realize ultrafast phase imaging with both high spatial and temporal resolutions using a simple optical setup, and temporal resolution of nanosecond to femtosecond scale can be realized using lasers of different pulse durations. This technique applies a multiplexed algorithm to avoid the data division in space domain or frequency domain and greatly improves the spatial resolution. The advantages of this proposed technique on both the simple optical structure and high image quality were demonstrated by imaging the generation and evaluating the laser-induced damage and accompanying phenomenon of laser filament and shock wave at a spatial resolution better than 6.96 μm and a temporal resolution better than 10 ns.