随着飞秒激光技术的发展,激光强度大幅度提高,聚焦后的功率密度可达1021W/cm2,已远远超过氢原子内部的库仑场强。这使激光与物质相互作用产生了许多微扰理论无法解释的现象;同时又为基于光场感应电离的X射线激光提供了理想的泵浦源。本文从理论和实验两个方面对基于光场感应电离类钯氙X射线激光系统的等离子体特性进行了研究。理论上,在准静态隧道电离模型和准经典阈上电离模型的基础上,建立了一个描述圆偏振光光场感应电离电子能量分布的模型。并结合实验室飞秒激光系统的实际参数,计算了基于光场感应电离类钯氙系统的电离速率、阈值光强、电子剩余能以及电子能量分布等电离参数。另外,本文还利用Cowan程序计算了类钯氙系统相关能级的能量值之差、振子强度、自发辐射衰减速率以及跃迁谱线等原子参数。实验上,利用飞行时间质谱仪对光场感应电离氙气和氮气产生的离子质谱进行了研究。通过测量不同激光偏振下氮气的飞行时间质谱,发现氮气分子在强激光场中发生了库仑爆炸,我们对产生的离子特性及其原因进行了详细的讨论。本文还对不同条件下氙气的飞行时间质谱进行了测量,并尝试了多种减小质谱噪声的方法,使氙气质谱的信噪比得到了很大的改善,从中可以明显地观察到Xe6+的谱峰。通过研究飞秒激光光场感应电离产生的等离子体特性,不但可以进一步完善强场电离理论,更重要的是为我们即将进行的基于光场感应电离类钯氙41.8nm X射线激光的研究提供必要的理论和实验支持。