依据热释电原理，设计并研制了一种新型的高灵敏、快响应毫米波激光能量探测器。分别在不同工作频率下对器件进行能量标定，并给出主要性能参数。其灵敏度达几十mV/μJ，比传统器件高4～5个量级；时间响应小于1 μs，响应速度提高6～7个数量级。将该能量计应用于拉曼自由电子激光器检测系统，成功地测定了输出毫米波激光脉冲的典型参数。

研究表明,进入Wiggler场的相对论电子束的发散角增大,将降低自由电子激光器的增益,但小量的发散角可提高激光器的输出功率。最大容许的发散角由激光振荡条件决定。

研究了自由电子激光器的输出功率,指出红外波段的自由电子激光器将较紫外波段器件容易获得高功率输出;讨论了相对论电子束的脉冲宽度和共振腔透过率的选择,获得了超辐射输出的工作条件;讨论了相对论电子束能量发散度Δγ0/γ0对激光能量转换效率的影响。