提出了一种粒子尺度信息提取方法, 通过将傅里叶叠层思想应用到粒子尺度信息提取中实现了比λ/NA更高的空间分辨率。在传统的傅里叶叠层成像系统中, 采用一个二维LED阵列作为光源以获得不同角度的照明, 通过扫描阵列中的所有LED, 获取一系列低分辨图像, 然后利用这些低分辨图像生成一幅高分辨图像。为了减少所需的低分辨图像幅数, 进一步提出了选择型照明傅里叶叠层成像提取粒子尺度信息的方法, 通过分布在一个圆周上的LED提取粒子尺度信息, 根据分辨率极限公式给出了圆周半径的选择方法。仿真结果结果表明提出的方法在不损失精度的前提下能够大幅度减少需要的低分辨图像幅数。

以傅里叶变换极限脉冲作参考脉冲，利用单次测量分析法对复杂的皮秒脉冲进行测量,用窗口傅里叶变换代替傅里叶变换对干涉条纹进行时间-频率分析，直接提取出复杂脉冲的啁啾特性或光谱成分，将光谱图中的功率密度S(ω, t)沿ω轴求和重建脉冲的时域包络.分别用该方法和传统频域干涉测量法测量一个线性啁啾脉冲和一个复杂脉冲.结果表明，该方法可实现复杂整形脉冲的实时测量，且时间分辨率为70 fs.

发展了一种基于角谱分离的全光分幅方式的多幅激光差分干涉与阴影成像诊断系统，可以在一次实验中拍摄2~4幅、幅间隔3~12 ns的高清晰阴影图像或干涉图像，并结合4f 差分干涉仪结构，可用于具有大密度梯度特征的Z箍缩等离子体的电子密度的高时空分辨诊断。在PTS(Primary Test Stand)装置的柱状单壳层钨丝阵Z箍缩实验中，一序列等离子体内爆阴影图像给出了内爆速度、压缩比、磁瑞利泰勒(MRT)不稳定性演化过程等观测结果。在XP-1 脉冲功率装置的平面钨丝阵实验中，得到的干涉图和电子密度计算结果给出了丝阵早期烧蚀阶段的等离子体分布及演化情况。

为了满足在高精度波分复用/时分复用光采样系统中, 采样光脉冲时间抖动低于100 fs的要求, 开发了一套基于自相关法测量时间延迟的系统。通过光纤耦合器连接一路参考光路将光脉冲在时域上进行“复制”, 并使初始光脉冲和“复制”光脉冲相关, 得到参考光路和被测光路的精确光程差, 进而固定参考光路并接入不同被测光路从而得到多路被测光路之间相对延时。实验结果表明, 利用自相关法测量脉冲时间间隔精度优于50 fs, 满足波分复用/时分复用光采样系统研究需要。

以激光驱动飞片速度场诊断为例, 展示线面同时成像任意反射面速度干涉仪(VISAR)技术在超高速碰撞研究中的应用前景。将传统VISAR改为成像干涉结构, 用变像管扫描相机和高速光电分幅相机分别记录作为信号载体的梳状干涉条纹随时间的变化, 实现靶面一条线上各点速度历程和多个时刻二维靶面上所有点速度相对分布的测量。所研制的线面同时成像VISAR具有10 μm的空间分辨和约15 m/s的速度分辨能力。用其测量了激光驱动铝膜飞片的速度场, 直观给出飞片的演化发展过程。实验结果表明, 线面同时成像VISAR技术可以为激光驱动飞片、超高速碰撞等领域的理论研究和数值模拟提供有效比对实验数据。

针对分幅面成像任意反射面速度干涉仪(VISAR)时间分辨和速度分辨的不足，研制了一套超高时间分辨空间相移面成像VISAR。用双VISAR干涉腔光路解决超短脉冲相干性问题，实现超高时间分辨；用沃拉斯顿棱镜代替传统点VISAR中的偏振分束棱镜分光实现简洁的空间相移光路；以梳状干涉条纹作为信号载体实现空间分辨；用空间变换方法实现相移条纹的像素匹配；再由四路推挽式信号处理方法获得相位，进而获得全场速度分布。该套面成像VISAR具有150 ps时间分辨和6 m/s速度分辨。用其测量了激光驱动铝膜飞片的速度场，给出了全场速度分布。实验结果验证了超高时间分辨空间相移面成像VISAR的可行性。

针对窗口傅里叶变换和连续小波变换方法对于低速缓变过程速度分辨不足的缺点，提出了一种基于傅里叶变换的位移模式数据处理新方法。该方法不是通过分析信号频率获得速度，而是采用改进的傅里叶变换方法直接分析信号相位得到位移，进而求导得到速度信息。用新方法对电炮平面碰撞实验数据进行处理，很好地反映了铁样品的低压弹塑性过程。新方法不仅充分利用了原始数据的信息量，而且在低速段具有较高的速度分辨能力，可以作为窗口傅里叶变换方法和连续小波变换方法的有益补充。

研制了一套线面同时成像任意反射面速度干涉仪(VISAR)用于激光驱动飞片速度场时空分辨测量。将传统VISAR改为成像干涉结构，用变像管扫描相机和高速光电分幅相机分别记录作为信号载体的梳状干涉条纹，实现靶面一条线上各点速度历史和多个时刻二维靶面上所有点速度的测量。所研制的线面同时成像VISAR具有小于10 μm的空间分辨和约15 m/s的速度分辨能力，线成像VISAR时间分辨小于50 ps，面成像VISAR曝光时间小于5 ns。用其测量了激光驱动带约束刀口铝膜飞片的速度场，给出了高时空分辨全场速度分布，从中可以清晰看出飞片的演化发展过程。实验结果表明，线面同时成像VISAR将是各种飞片产生技术及相应加载手段中全场速度诊断的有力工具。

研制了两幅激光差分干涉诊断系统，可在一次实验中获得两幅间隔3～12 ns的高分辨干涉图像。该系统采用分光延时装置产生两束有一定夹角和时间间隔的探测激光脉冲，采用特殊的偏轴4f传像系统在同一块CCD的不同区域产生两幅干涉图像。应用该系统开展了铝丝阵Z箍缩激光干涉诊断实验，获得了丝膨胀和消融、晕等离子体产生和发展、以及先驱等离子体产生和发展等Z箍缩演化过程的实验图像，并给出了Z箍缩早期阶段的等离子体电子密度分布。

研制了一套分幅面成像任意反射面速度干涉仪(VISAR)用于飞片完整性、速度分散性和平面性的诊断。在线成像VISAR基础上，用更小的条纹常数实现更高的速度分辨，同时用光电分幅相机取代扫描相机记录干涉条纹图像，实现多个时刻全场速度的测量。所研制的面成像VISAR具有5 μm的空间分辨和15 m/s的速度分辨能力。用其测量了激光驱动铜膜或铝膜飞片的速度场，给出了多个时刻的全场速度分布，从中可以清晰看出飞片的演化发展过程。实验结果表明，分幅面成像VISAR技术可以为激光驱动飞片平面性的理论研究和数值模拟提供有效实验数据。