以混合酸作为腐蚀液, 腐蚀陶瓷介质层晶粒晶界, 再使用扫描电子显微镜进行微观结构观察。试验结果表明, 腐蚀液的种类、浓度、腐蚀时间及温度均对腐蚀效果影响较大。最终确定适宜的腐蚀条件为: 氢氟酸-硝酸体系,氢氟酸2 mL,硝酸5 mL,配置成100 mL溶液, Class 2(BaTiO3)陶瓷室温下腐蚀时间50 s, Class 1((Sr,Ca)(Zr,Ti)O3)陶瓷腐蚀15 s。

为了同时满足激光装置对大口径反射镜面形精度和结构稳定性的控制要求,提出了一种反射镜多自由度解耦的多点夹持方式,通过限位实现对反射镜多自由度的控制,以此避免由夹持带来的附加面形。采用有限元法分析了所提方式的有效性,并通过实验验证了分析方法及该夹持方式的可行性,结果表明采用该反射镜夹持方式带来的附加面形较小,满足反射镜低应力附加夹持面形的要求。在此基础上,对45°倾斜放置的反射镜的面形进行了模拟,探究了不同夹持点位置分布对反射镜面形精度的影响规律,模拟结果表明:为了保证反射镜的面形精度,至少要有一个夹持点位于反射镜的长边。该研究成果对大口径反射镜夹持设计具有重要的指导意义。

为了分析大口径融石英光栅反射衍射导致的受激布里渊散射(SBS)损伤, 建立了光栅的设计分析模型, 计算了光栅从1到6级次的反射衍射角、焦距及效率; 根据SBS原理分析了未施加相位调制和施加相位调制下融石英光栅反射衍射的SBS增益及强度, 并结合工程实例验证了该分析结果的可靠性。实验结果表明：在未施加相位调制时, 融石英光栅反射衍射的SBS强度大, 元件损伤严重, 寿命短; 施加相位调制后, 光栅反射衍射的SBS增益大幅降低, SBS强度小于融石英的损伤阈值, 元件寿命得以显著延长。在实际的高功率激光系统中, 必须施加相位调制以抑制光栅反射衍射的SBS损伤。

针对惯性约束聚激光装置终端光学系统中使用的大口径超薄晶体的面形畸变，探索了一种低应力新型夹持方法——四周回形全紧固夹持法。从谐波转换模型和晶体准直两方面进行了分析，表明晶体面形畸变将降低三倍频效率和导致准直光斑弥散，并提出了晶体面形总畸变小于5 μm和晶体装夹畸变小于加工畸变的两项控制目标。再根据力学模型，设计了四周回形全紧固夹持法的精密装配结构，并对该结构进行了精密加工控制和有限元分析，以及实验验证。验证结果表明，利用低应力新型夹持方法，晶体装配后的总面形畸变小于5 μm，说明该方法能够满足晶体的面形畸变控制目标。

大口径KDP/DKDP晶体在强紫外光辐照下产生横向受激拉曼散射效应(TSRS),受激放大的拉曼散射光将导致激光能量损失甚至激光损伤,测量DKDP晶体TSRS增益系数对设置激光装置的运行区间以确保晶体的安全使用非常重要。采用高精度光谱仪探测大口径DKDP晶体(氘含量65%)在351 nm激光辐照下的横向拉曼散射信号,得到了拉曼散射光的增长曲线,拟合得到的拉曼增益系数为0.109 cm/GW。同时,实验结果表明晶体体损伤不影响TSRS增长行为,表明晶体体损伤对拉曼增益系数测量结果的影响可以忽略。

为了缩短惯性约束聚变(ICF)激光装置在靶场区光束引导的总时间为基于光束引导传感器固定子区划分的光束引导方法，提供了引导路径的一种优化方法。通过优化预备子区中心到目标子区中心的角度，最小化对引导总时间有贡献的投射镜的角位移量的总和。以终端光学组件的一种布置为研究对象，以引导目标点为靶室中心的情况为例，介绍了引导路径的优化过程。引导总时间的估计表明，与普通的串行光束引导方法相比，该方法可以很大程度上缩短光束引导的总时间。当预备子区中心与目标子区中心之间的距离为1 mm 时，引导总时间可以缩短为采用普通串行引导方法时的0.518倍。

对于实际的大口径高功率激光器而言，I/II类角度失谐三倍频系统的谐波转换规律常常偏离理想情况。为了研究其实际的谐波转换规律，以便于指导实际情况的晶体调试，研究了各种非理想条件下，比如1 ns高斯脉冲，不同波面半径和晶体损耗对三倍频谐波转换的影响。研究结果表明：高斯形脉冲的三倍频外效率绝对值比平顶脉冲降低了10%；为了追求最高三倍频外效率，由于受1 ns高斯脉冲和三倍频晶体损耗的影响，二倍频晶体的最佳内失谐角是160 μrad而非220 μrad，二倍频内部效率最佳平均值并非为67%，而是在60%~63%左右为最佳，并且晶体损耗越高，二倍频内部效率的最佳平均值越低；功率密度越高，波面半径和发散角对谐波转换的影响越大。

在无啁啾激光脉冲的非线性压缩过程中，基于级联倍频机制，对影响脉冲压缩的敏感因素——晶体位相失配量进行了理论分析和实验验证。当入射基频激光（即1ω光，波长为800 nm，脉宽为278 fs）进入I类二倍频β-BaB2O4(BBO)晶体后，随着晶体位相失配量的增加，基频光的输出脉宽先降后升，这种趋势可总结为“U”字形非线性变化；当位相失配量为40 mm-1时，脉宽缩至最小，此时脉宽压缩比最大。

采用自行研制的直流非转移型等离子体发生器，对其产生的层流等离子体射流特性进行了实验研究。实验结果表明: 该等离子体发生器在以纯氮气为工作气体时，呈现出高电压低电流的等离子体射流特性，该特性有助于提高等离子体发生器的电极寿命;在弧电流和工作气流量由小向大变化过程中，等离子体射流长度均呈现出先由短变长、再由长变短的变化规律;在等离子体射流长度由长变短的过程中，射流的形貌从相对集中、轴对称和稳定的状态向分散、非轴对称和不稳定的状态变化，即等离子体射流由层流形态向湍流形态转变，并且在此过程中射流产生的噪音逐渐增强。