设计了一种飞秒务纹变相管．采用静电聚焦，用Monte Carlo方法对光电子的初能量、初角度以及初位置进行抽样；用有限差分法计算阴极和栅极之间以及偏转板之间的电场分布；用四阶Lunge—Kutta法模拟跟踪大量（3000个）光电子的运行轨迹；统计分析了3000个电子在最佳像面上的时间分布、位置分布；给出了变相管的空间调制传递函数、时间分辨能力等基本参量．其时间分辨能力可望达到290．4fs．

通过微通道板皮秒脉冲选通动态模型结合近贴聚焦系统的空间调制传递函数理论模型，研究了微通道板X射线分幅相机系统的动态空间分辨能力与屏压，近贴距离，皮秒选通脉冲的幅值与宽度等参数的关系．计算了常用参数下的微通道板行波选通X射线皮秒分幅相机的系统动态空间分辨率，讨论了提高相机动态空间分辨率的措施，提出了优化相机结构参数的方法．

研制了一种双微通道板（Microchannel Plate，MCP）双选通型软X射线分幅相机．该相机采用两块厚度为0．5mm的MCP，近贴放置成“V”形结构，用两列高压脉冲依次选通两块级联的MCP，通过控制两列脉冲之间的延迟时间，利用微通道板的电子渡越时间效应和非线性增益的相互作用，以损失一部分电子为代价获得比单MCP（60ps）选通相机更短的曝光时间，并且可以降低直穿X射线造成的背景光噪音．

对工作于扫描状态下的飞秒电子衍射系统电子枪偏转量的计算方法作了理论研究，讨论了超快电子脉冲的测量方法，比较了相对论效应对电子束的偏转量及对电子束脉冲宽度的计算结果的影响，并做了相应的数值计算。计算结果显示，在忽略了电场的边缘效应等因素后，电子束轴向速度的相对论修正与否对偏转距离和电子束脉冲宽度的影响分别达到61．4mm和65fs。研究结果对超快电子枪偏转扫描系统的设计、对超短电子脉冲宽度的测量方法，尤其是对超短电子脉冲宽度的测量过程中的同步实验具有一定的指导意义。