针对头盔瞄准线快速、精准测量的要求，研究一种全新的综合瞄准线测量方法。在电磁瞄准线测量基础上，增加微惯性测量技术，实现头部姿态的高精度、快速、实时测量。通过卡尔曼滤波算法以及微惯性器件零偏估计，将电磁和惯性测量技术融合在一起进行综合瞄准线测量。根据瞄准线测量原理建立有效的数学模型，并用实物搭建实验平台进行测试和验证。实验结果表明，惯性和电磁综合瞄准线测量技术可以快速、有效地计算出高精度瞄准线。

为有效解决金刚石刀具表面轮廓质量评价指标分散、无法进行全面系统测量的难题，基于原子力显微镜和超精密回转轴系，提出了实现前后刀面粗糙度、刃口锋利度和刃口微豁三个关键指标的集成测量方法。根据金刚石刀具表面轮廓质量的测量要求，以原子力显微镜扫描系统、气浮隔振平台、二维移动平台以及精密回转轴系为基础构建测量系统，精确测量了金刚石刀具刃口附近的表面微观形貌；采用基于MATLAB开发的专用测量软件对原始数据进行处理，得到金刚石刀具前后刀面粗糙度值、刃口锋利度值和刃口微豁范围；并对测量误差进行了分析，提出了控制要求。通过上述自主开发的测量仪器，可以高效、完整地描述金刚石刀具表面轮廓质量，能够实现nm级粗糙度、亚μm级锋利度以及μm级微豁的准确测量。

在神光Ⅱ系列装置中，为降低成本和减少示波器、快响应光电管等设备的使用，采用紫外光纤对高功率紫外纳秒激光脉冲进行取样并束测量。对高功率紫外纳秒激光脉冲在光纤中的传输特性和保真传输条件进行了理论分析和模拟研究，并据此选取了不同芯径的阶跃型紫外多模光纤进行实验研究。结果表明，对于芯径为25 μm的光纤，传输纳秒量级的紫外激光脉冲时畸变小，能进行较长距离传输，可以作为紫外激光脉冲的取样传输介质。利用芯径为25 μm的光纤演示了光纤取样传输并束测量实验方案，验证了光纤并束测量的可行性。研究结果为神光Ⅱ高功率紫外激光脉冲时间波形的光纤并束测量提供了理论和实验依据。