随着激光技术的飞速发展,TW激光和飞秒激光的实现,超短超强激光脉冲加速带电粒子的研究也逐步深入。其中,激光驱动等离子体尾波场加速电子的研究是最引人注目的研究热点之一。近十年来,相关的理论、实验研究不断取得突破性进展。目前,激光等离子体尾波场加速电子的机制被认为是最有发展潜力的下一代小型化台式高能电子加速器的备选机制。当超短超强激光脉冲与等离子体相互作用,激光脉冲的有质动力扰动电子激发电子等离子体波,并由电子和离子的电荷分离形成纵向电场,即尾波场。这种尾波场相速度与激光脉冲在等离子体中传播的群速度相同。当电子通过自注入方式脱离背景等离子体波进入尾波场,就有可能在厘米量级的尺度里被加速到GeV。通过理论分析,并结合PIC(Particle-In-Cell)数值模拟结果,我们对这种加速机制主要物理过程展开了讨论。影响激光等离子体尾波场加速效果的主要有三个主要因素:尾波场强度、电子注入和作用长度问题。其中,针对电子自注入机制中的等离子体波波破注入的两种形式:横向注入和纵向注入的物理过程、特点以及与激光参数之间的关系开展了初步的讨论。此外,通过数值模拟,对通过激光-等离子体相互作用获得5-20MeV的准单能电子束进行了模拟研究,给出了一些初步可行的实验参数。并对激光强度、作用时间长度等因素对加速产生电子团特性的影响开展了初步的分析。通常,在激光等离子体加速中采用的都是TEM(0,0)模形式的激光,对于在这个加速机制中高阶模激光的应用的研究很少。不同模式的激光有不同激光强度分布,并导致了激光有质动力分布的不同。而有质动力是激发电子等离子体波,形成尾波场的重要因素。我们基于2.5维(2D3V)的PIC程序,仔细研究了TEM(1,0)模激光脉冲在等离子体中激发的尾波场特性。我们发现这种尾波场中存在着独特的电子回流现象。回流电子构成了一道电子墙,将激光有质动力形成的电子空泡分割成为两个对称的电子空泡。通过横向注入被空泡捕获的两束电子束,不同于TEM(0,0)模激光尾波场中的互相缠绕的运动方式,在TEM(1,0)模激光尾波场中有可能被电子墙分离开来,并使它们各自在一个小的空泡中被单独加速。同时,大量的回流电子提供的附加磁场,与加速电子束提供的磁场相叠加,构成了一个独特的空泡内空间磁场分布,能对两个加速电子束提供了一个明显的电子自聚焦效应。通过这种机制,加速电子束横向线度由于电子自聚焦提供的很好的压缩作用,从而最终得到高密度、准单能、横向发射度小的出射电子束。这种利用TEM(1,0)激光激发的尾波场结构以及特殊的电子束流加速机制,是对激光尾波场加速机制的新的拓展和补充。