论文首先分析传统ICF中心点火方式的过程和遇到的困难,以及快点火机制涉及的物理问题,提出了论文研究具体内容.介绍了相关内容的国内外进展和基本理论.论文介绍了实验采用的激光装置和为实验建立的真空靶室系统.为了解飞秒超短超强激光与固体靶相互作用产生超热电子的机制,论文首先开展了超热电子的角分布和能谱实验研究.通过激光偏振方向和等离子体密度标长的改变,发现飞秒超短超强激光与固体薄膜靶相互作用时产生的超热电子的角分布有很大不同.研究了飞秒激光和皮秒激光与20微米厚的铜薄膜靶作用在靶背后发射的高能质子,实验发现无论入射激光采用什么角度,靶背发射的质子总是垂直于靶后表面.质子束有很好的定向性,最大发散角小于35°.通过对靶后发射的质子束的空间分布的测量,发现了质子束的中空结构和成丝结构.这种结构的产生与超热电子的输运密切相关.超热电子向靶背输运时,在靶电导率均匀的情况下会首先沿到靶的后表面的最短距离传输,因为沿这个方向有最大的电压降.但很快沿这个方向的等离子体被加热,电导率下降,这时超热电子会在径向电场和热压的驱动下选择截距轴周围的高电导环形通道传输,如果这时超热电子到达靶的后表面就会形成环形的鞘电场分布产生环形的质子束分布.环状传输的超热电子束在环形磁场的箍缩和内部径向电场、热压的共同作用下会破裂成丝,这种细丝电流周围都有环形磁场,在磁场的作用下,细丝电流会汇合成较大的丝.靶后渡越辐射的观测结果证实了质子分布与超热电子束分布的内在联系.首次研究了不同电导率的CD靶和TiD靶与皮秒激光作用的中子发射产额.探索了利用激光自身的二次谐波的边频诊断磁场的新方法.这种边频的产生是由于产生谐波的振荡电子在强磁场中回旋漂移造成,因此可以根据边频的间隔回推磁场.实验采用空间分辨的光谱测量方法获得了一维空间分布的磁场结构,这种结构显示磁场可能为环形结构.测量的磁场的最大值为2~3MGs.激光的二次谐波主要产生于临界面附近,因此测量结果可以认为是反映了临界面附近的磁场值和空间分布,目前未见同类报道.