在部分相干光学理论的基础上，建立了一个整体相位衬度调制传递函数理论模型，模型中包含了光源焦点面积大小对 X线相衬成像系统相位调制的影响，并通过数值模拟和数据计算，提出了 X线相衬成像系统对光源焦点面积的选择原则，和焦点面积确定条件下的成像参数优化方法，结果表明，这种包含 X线光源面积因素的相位衬度调制传递函数模型，更能反映整个系统的光学成像性能，更能有利于成像参数的优化设计。

在临床实际应用中，X射线源是一个具有有限尺寸的多色光源.基于Fresnel-Kirchhoff衍射理论，考虑空间相干的影响，新的类同轴X射线相衬成像公式被导出.分别代表吸收效应与相位效应的吸收衬度传递函数和相位衬度传递函数从新公式得到.吸收衬度传递函数和相位衬度传递函数的曲线由Matlab给出，不同源半径的最佳成像位置也被计算.理论分析结果如下：1)当光源半径足够大时空间相干效应须被考虑，减小源半径可以增强相位效应；2)源半径与最佳成像位置间有确定关系，并在本文中给出；3)源尺寸效应对相位效应影响不是无限的；4)减小入射X射线光子能量将会显著增强相位效应，但不会对最佳成像位置有影响，因此，上述结论可以被拓展到多色光情况.为了验证理论结果，本文给出了对一个表面破损的光学玻璃微聚焦相衬成像的实验结果.其中一些实验结果与理论分析符合很好，但也有一些实验未达到预期，相关的解释文中也已给出.

根据Fresnel-Kirchhoff衍射理论，结合临床实际，考虑振幅近似和相位缓变条件，由傅里叶变换和卷积定理，导出了微聚焦X射线相衬成像（X-ray Phase-contrast Imaging，X-PCI）在像平面上焦斑尺寸范围内的能量密度分布函数.结果显示，像密度函数是吸收效应滤波函数FA(x)和相位效应滤波函数FP(x)分别与吸收项A2(x)和相位项A2(x)φ(x)作卷积运算后的和.利用mathematica软件分析讨论了该函数的分布规律，并给出了理论解释.结果表明,吸收效应对像密度的影响在焦斑范围内保持不变;相位效应对像密度的影响在焦斑范围内逐渐加强;在焦斑一定范围内，相位效应的影响远大于吸收效应.

采用同轴相位衬度成像方法，基于PGW理论获得的频域相位衬度传递函数，对于理想光源和多色X射线源，用计算机模拟分析了如何选择物像距离和空间频率以获取最佳相位衬度像。实际应用中要综合考虑具体成像实验装置对于物像距离的可调范围以及成像分辨率的要求。对于具有一定谱宽的X射线源，应选择谱宽尽量小的源，以获得含信息量丰富、分辨率高的图像。

自从20世纪90年代中叶以来，硬X射线相位相衬成像技术因其对弱吸收材料的极高灵敏度引起了国内外广泛的关注，医学及生物成像是相位相衬成像的主要目标。详细论述了各种相位相衬成像技术的研究进展情况。

依据最弱受约束电子势模型理论,计算了铕原子4f7 6snd 6D9/2(n≥13)、4f7 6snd 8D9/2(n≥17)、4f7 6snd 8D5/2(n≥15)和4f7 6snd 8D3/2(n≥21)里德堡系列能级.计算结果与实验值的最大相对误差为4×10-5,最大绝对误差是1.91 cm-1,达到了较高精度,这表明文中的外推数据是可信的.

利用最弱受约束电子势模型理论,通过对最弱受约束电子的识别,将Martin公式推广到了多电子原子系统.依此研究了B原子的2s2np(n≥30)系列Rydberg能级,理论计算值与实验值吻合较好,二者的相对误差小于6.59×10-5,达到了很高的精度.

根据类氢离子电离能的实验值和相邻元素电离能的相关约束方程，定量地建立了各元素类氢离子电离能与核电荷数的较为精确的递推关系。其推算结果与实验值的相对误差小于0.001％，与相对论自洽场方法计算的结果相比，其相对误差也小于0.001％。

利用类氢离子新势函数模型,研究了电离度效应对高电离态类氢离子平均寿命的影响,计算了类氢Kr+35离子2p-8p态的平均寿命.发现电离度效应使类氢O+7-Pm+60离子各态的平均寿命相对减少0.26%～9.41%.结果对估价高电离态原子光谱和寿命的测量值有一定影响,有利于识别离子状态.

通过对Σ^-原子的理论分析 ,数值求解了相应的Dirac方程 ,得到了一组Σ^-原子的能级值 ,与实验数据相当吻合 ;其结果连同K-原子的情况支持了Batty光学模型势在奇异原子中应用的正确性 ,进而表明核子间的强相互作用力为吸引力