介绍了介质壁加速器(DWA)的原理和几种可能实现的结构。通过对多层介质圆柱的平面波电磁散射的研究，用FORTRAN语言编写程序计算和分析了DWA加速管三层介质柱体结构的平面波电磁散射的散射宽度与几何结构参数、材料参数的关系，用以优化设计介质壁加速管结构。计算结果表明：当加速管材料和等势环介电常数一定时，平面波电磁散射宽度随半径增大而增大；当加速管内外径一定时，加速管材料和等势环介电常数增大时散射宽度变化不明显，但最小散射宽度显著减小。当加速管半径和材料一定时，总能找到使散射宽度达到最小的等势环介质厚度。

提出了一种以高斯涡旋光束作为光源，实现中继镜系统上行链路能量损耗有效降低的新方法。计算了以高斯光束为光源的30 km高度中继镜系统上行链路能量损耗情况，结果是，系统上行链路的能量耦合效率为76.48％，接收望远镜次镜阻挡作用造成了主要能量损耗，阻挡损耗的能量占总能量的22.85％。分析了涡旋光束中心暗核大小及形态与光束参数的关系，结果是，暗核的形状由光束相位涡旋量决定，仅当光束相位涡旋量为2π整数倍时，暗核为圆形；暗核的口径大小分别随着光束相位涡旋量的增加和光束传输距离的增加而增加。计算了以高斯涡旋光束作为光源的30 km高度中继镜系统上行链路能量损耗情况，结果是，以高斯涡旋光束作为光源时，系统的能量耦合效率可达到97.25％，有效地降低了系统上行链路的能量损耗。

光束上行传输能量耦合效率是中继镜系统的关键因素之一，通过利用随机并行梯度下降算法(SPGD)优化出射光束的相位分布实现接收光场的光束整形，提高系统的能量耦合效率。建立了双望远镜系统模型并计算了0.1～0.5 m双望远镜系统垂直传输10 km和30 km的结果。结果表明，通过整形，中继镜系统的上行传输能量耦合效率得到了有效的提高。

激光注入率测量是黑腔耦合效率测量至关重要的一个环节, 主要通过散射光测量来实现。在神光Ⅲ原型激光装置上进行的黑腔物理实验中, 利用PIN探头阵列进行了散射光角分布测量。通过拟合分析, 发现原型装置上激光等离子体非线性相互作用较神光Ⅱ装置要强, 其中受激拉曼份额在10%量级, 受激布里渊散射在20%量级。将由此评估的激光靶耦合效率代入辐射温度定标率公式中, 得出的辐射温度值与实验中Dante测量值符合较好, 说明对参量过程份额的评估具有一定可靠性。