通过对计算全息图检测非球面的误差进行分析，提出了一种用于计算全息图检测非球面过程中图案位置误差引入的波前误差的标定方法。该方法先设计检测过程中所需要的辅助波前和检测波前在计算全息基板上所对应的相位分布，再通过光场叠加的方式得到复合相位。辅助波前用于计算实际位置与设计位置的偏差，进而计算出位置畸变引起的检测误差，并将其从系统中消除。检测波前用于得到与非球面匹配的波前，进而对非球面面形进行检测，并提出了图案位置误差引入的非球面波前差的计算方法。为评估该方法的可行性，将复合相位所对应的计算全息图导入衍射计算软件中进行仿真，同时得到了平面、球面和非球面各个级次的衍射光斑，证明了该方法的正确性。

通过研究声矢量传感器阵列中高效的运动目标到达角 (DOA)跟踪算法，提出一种声矢量传感器阵列中基于紧缩投影近似子空间跟踪 (PASTd)的 DOA跟踪方法。该方法利用 PASTd算法进行声矢量传感器任意阵的 DOA跟踪，其快速收敛的特点可以降低运算复杂度。同时，其角度跟踪的均方根误差 (RMSE)性能优于常用的 PAST算法。仿真结果验证了该算法的有效性。

为了实现光导开关以MHz重复频率运行，设计了通过延迟产生MHz序列重复频率触发光的分光系统。分光系统由多根类蜂窝状排布的光纤组成并分为数组，各组光纤长度不同以产生时间序列。进行了光纤分光系统的理论计算，设计了分组程序，获得了各根光纤的输出端能量占比，实现了光纤输出端的分组设计优化。计算结果表明：当分光系统半径与激光器焦斑之比增大时，分光系统效率增高，达到一定数值后，分光系统效率趋于稳定；当激光器焦斑大小不变时，光纤层数增大，分光系统效率变小；当触发光脉冲数不变时，在一定范围内，光纤层数增大，输出端激光能量的最大相对误差变小。实验结果表明：四脉冲10 MHz分光系统实现了周期为100 ns的4个光脉冲输出，输出端能量最大相对误差6.80%，系统效率为38.07%。

考虑用CaF2材料制作投影光刻物镜可以明显提高其性能指标, 本文研究了CaF2材料加工工艺的全流程, 以实现CaF2材料的全频段高精度加工。首先, 利用沥青抛光膜和金刚石微粉使CaF2元件有较好的面形和表面质量。然后, 优化转速、抛光盘移动范围、压力等加工工艺参数, 并使用硅溶胶溶液抛光进一步降低CaF2元件的高频误差, 逐渐去除加工中产生的划痕并且获得极小中频误差(Zernike残差)和高频粗糙度。 最后, 在不改变CaF2元件高频误差的同时利用离子束加工精修元件面形。对100 mm口径氟化钙材料平面进行了加工和测试。结果表明: 其Zernike 37项拟合面形误差RMS值可达0.39 nm, Zernike残差RMS值为0.43 nm, 高频粗糙度均值为0.31 nm, 实现了对CaF2元件的亚纳米精度加工, 为研发高性能深紫外投影光刻物镜奠定了良好基础。

本文提出一种高精度非回转对称非球面加工方法。首先, 通过范成法铣磨出非回转对称非球面的最佳拟合球; 然后, 利用古典抛光修正小磨头确定抛光难以修正的中频误差; 最后, 利用高精度气囊抛光设备(IRP)精确对位精修面形, 在不引入额外中频误差条件下, 通过高精度对位检测技术实现非回转对称非球面高精度加工。将该方法应用于定点曲率半径为970737 mm、k=-1、口径为106 mm三次非球面加工, 降低了加工难度, 提高了加工精度, 面形误差收敛到1/30λ(RMS)。实验结果验证了本文加工方法的正确性和可行性, 对高精度非回转对称非球面加工具有一定的指导意义。

通过搭建脉冲加载下的激光辐照沿面闪络实验平台,考察了锥角绝缘子受激光辐照时的真空沿面闪络性能。结果表明: 不论是紫外光(266 nm)还是可见光(532 nm)辐照在阴极三相点或者样品中间,+45°锥角绝缘子构型的性能都要优于－45°锥角绝缘子,并且紫外辐照阴极三相点对沿面闪络电压的影响较大,因此在大型脉冲功率装置中应该避免射线对绝缘堆阴极三相点处的辐照。

雪崩三极管是一种比较理想的、同时具有快速响应和高峰值功率的器件, 可以很方便地产生具有ns或亚ns上升前沿的高功率脉冲。研制了三种不同电路构型的雪崩三极管脉冲源, 对比了不同级数情况下的电路输出性能, 并考察了不同电缆长度对脉冲输出的影响, 其中电缆储能电路的电压脉冲可以分为0.4 ns快上升以及缓慢上升的阶段, 而电容储能电路的电压脉冲只有0.4 ns的快上升阶段, 表明电缆中存在的波过程对雪崩导通过程的建立有较大影响, 进而影响电路输出性能。

针对单极性脉冲电压下不同微槽结构绝缘子真空沿面闪络特性开展实验研究。根据二次电子运动特性,设计了多种微槽宽度,对比了微槽结构和平面结构的绝缘子耐压特性差异。槽宽为1 mm的微槽样品耐压水平与平面结构样品耐压水平相当,槽宽小于1 mm的样品组耐压水平均高于平面结构样品,最高电压提高倍数约为1.4,说明一定尺寸范围内的微槽设计将提高绝缘子真空耐压水平。通过电场强度计算分析微槽结构对二次电子运动的影响过程可知,较大的微槽宽度可使电子限制在槽内运动,较小的微槽宽度将抑制初始电子的发展,最终二者都能达到抑制闪络的目的。通过显微镜观测各组样品表面特征,材料表面微观缺陷将可能降低材料耐压水平。

基于磁场闪络抑制原理，研究了由回路电流产生的同轴自磁场对径向真空固体绝缘界面沿面闪络特性的影响规律。根据同轴结构电场E和磁场B的比值与半径无关、只与电路参数相关的特点，分别设计了E/cB(c为光速)为0.041，0.05，0.056和0.062的四种同轴电极结构，开展了有磁场和无磁场两种条件下电介质的真空沿面闪络实验研究。实验结果表明，在有利于磁场闪络抑制条件的自磁场位形下，真空沿面闪络耐压水平相比无磁场情况有明显提高，且比值E/cB越小闪络电压提高幅度越大。当E/cB比值为0.041时，沿面闪络电压可提高约1.3倍；而当自磁场位形反向时，沿面闪络电压相比于无磁场情况有所降低。

绝缘体沿面闪络是制约脉冲功率技术发展的瓶颈之一。为了能对沿面闪络机理有更深的认识, 通过在沿面闪络过程中引入激光辐照的作用, 考察了绝缘样品上不同的辐照位置对于沿面闪络性能的影响。实验结果表明：辐照位置越靠近闪络起始的地方, 对沿面闪络性能的影响越大; 在沿面闪络的过程中, 不同的阶段如闪络起始阶段及电子倍增阶段在整个闪络过程中所起的作用不同。