基于非成像光学的原理，设计并研制了一种用于弱光探测器的复合抛物面聚光镜．提出基于遗传算法的优化设计聚光镜电子光学系统的新方法，将探测器阳极对光电子的接收率作为遗传进化的目标函数，把复合抛物面聚光镜系统的几何结构参量和电参量作为优化设计的搜索变量，通过控制遗传算法的遗传进化方向，进行全局优化调整．仿真实验结果表明，优化后的聚光镜在会聚光线的同时可以对光电子实现有效的会聚．当入射角为30°时，光透过率高于75％，电子收集率为100％，可以满足具有反射式光电阴极和大探测面积的弱光探测器要求．

基于非成像光学的原理,设计并研制了一种新的复合抛物面聚光镜（Compound parabolic concentrator,CPC）。提出基于遗传算法的聚光镜优化设计方法,将透过率作为遗传进化的目标函数,通过控制遗传算法的遗传进化方向,对CPC的结构进行优化调整。仿真实验结果表明,优化后的聚光镜入射孔径100mm,聚光比2.5：1,轴向长度84mm。当入射角为30°时,透过率达到75%以上。将此聚光镜应用于弱光探测器中,可以较好地满足器件的需要。

优化设计和研制了一种旨在获得大的动态范围的皮秒时间分辨软X射线扫描相机系统.该相机阴极有效面积Φ30mm,聚焦电压8kV,有效防止了打火对动态范围的影响;摒弃了微通道板内增强器,引入了后加速系统,以保证足够高的荧光屏量子效率;采用了大动态范围的像增强器进行图像外增强.借助于皮秒激光器动态测试和标定系统对其性能进行了实验评价,获得了动态范围大于2000的结果.

为了满足ICF实验等离子体诊断需要，研制了一种大动态范围长狭缝软X射线条纹相机系统。该系统在保证30mm的长狭缝的情况下，通过设计一种短聚焦区高压电子光学系统大大缩短电子的渡越时间、提高阳极工作电压至16．5kV、弃用MCP内增强器、采用光纤面板耦合和使用制冷CCD等一系列措施，达到改善扫描变像管条纹相机动态范围的目的，同时保证具有较高的时间分辨力。动态测试表明，该系统动态空间分辨力为15lp／mm，时间分辨力优于31ps，动态范围大于922。

提出以4路电流模块LTM4601并联的方式实现低压大电流输出的解决方案，其关键是并联模块间的均流，设计以4路交错90°的波形分别同步4路模块的波形交错技术实现。设计的独特之处在于并联电源系统输出电流母线引入电流反馈以实现输出电流值的控制。基于大电流印刷电路板（PCB）设计得到电源样机，其实验结果与设计目标基本相符。实验得到最大输出电流达到40A，电源转换效率在80％以上，并验证电源系统的过电压保护和过电流保护以及强制停机等功能。