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高能量密度等离子体在天体物理和激光等离子体物理领域存在许多相似点，利用大型激光实验装置，在实验室尺度研究天体尺度的高能量密度等离子体过程有望取得重要的科研突破。磁重联是等离子体物理中一个基本过程，它作为一种能量转化机制被广泛应用到天体物理模型中。其中，最为著名的就是太阳耀斑的产生机制以和中子星吸积盘的X射线辐射。实验表明强激光与物质相互作用可以产生兆高斯量级的磁场，通过合适的激光打靶位形可以构造磁重联拓扑结构。在磁流体定标关系下，利用激光等离子体磁重联可以研究大尺度的天体等离子体磁重联现象，如磁重联喷流与太阳冕区高密等离子体相互作用形成的环项X射线源等现象。 本论文主要利用上海神光Ⅱ大型激光装置，对激光等离子体磁重联过程进行研究。我们通过设计靶的结构，对日地空间磁重联进行了模拟。在实验中我们发现在重联平面法线方向有明显的喷流结构，因此，我们实验验证了W43A磁喷流结构，并对磁重联过程中喷流演化及电子能谱进行测量。考虑到天体物理过程中磁重联不可能只存在于理想二维平面内，于是我们构建了三维磁重联过程，研究了导向场对激光驱动磁重联过程的影响。在实验中，我们利用的主要探测手段包括:光学探针，X射线针孔相机和电子磁谱仪。 首先，在模拟日地空间磁重联过程的实验中，我们使用激光与靶物质相互作用构建二维磁重联过程，利用磁重联出流来模拟太阳风并使其与磁铁相互作用。在实验中，通过X射线针孔相机记录的数据，我们清晰地观察到了明显的不对称结构，这有可能是等离子体自生磁场与静磁场相互作用的结果，同时，二维MHD程序数值模拟也显示了不对称结构。这对理解太阳风与地球磁层相互作用有重要的意义。 其次，我们对重联平面法线方向喷流做了更加细致的研究。利用上海神光Ⅱ大型激光装置与大阪大学Gekko大型激光器，构建了二维激光驱动等离子体磁重联过程。在磁重联平面法线方向发现了明显的高速喷流，我们从不同方向，实验证实了该喷流确实存在，并测量了喷流的磁流体动力学演化过程，并对其中的电子能谱进行测量与分析。 最后，我们把二维等离子体磁重联过程推广到了三维情况下，通过改变靶的结构，利用等离子体自生磁场构建导向场。在实验中，我们通过改变靶夹角的大小来调节导向场的大小。通过实验，我们清楚地发现，导向场对等离子体磁重联过程有破坏作用，并且导向场可以明显地扭曲磁重联电流片结构，光学探针和X射线针孔相机的结果就很好的证明了这一点。这对于我们理解三维磁重联过程有很重要的意义。 工欲善其事，必先利其器。等离子体的诊断方法也非常重要，光学探针可以探测到等离子体的密度信息，磁场信息并且可以时间分辨，X射线针孔相机可以记录等离子体X射线辐射的二维结构，电子磁谱仪可以测量实验中电子的能谱信息，这些诊断方法可以帮助我们更好的了解等离子体磁重联的物理过程。