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随着超短超强激光技术和激光聚变的飞速发展，激光和等离子体相互作用物理的内容也愈来愈丰富，而且还在不断发展中。当激光脉冲聚焦强度超过1018W/cm2，其电场超过1012V/m，电子在光场中做相对论运动。惯性约束核聚变研究的首要问题就是激光与等离子体的相互作用，它是激光聚变研究的基础，超短超强激光脉冲与远远高于等离子体临界密度的薄膜靶相互作用产生了一些让人欣喜的现象。
本论文主要进行了如下的研究工作：1.总结了两束超短超强激光脉冲从相反方向同时正入射到薄膜靶上的模型。一种为冷等离子体模型，当电子的热速度远小于电子在光场中的振荡速度时，电子的热速度可以忽略不计，即电子热压为零。另一种为静电力为零的模型。如果激光脉冲足够长可以使得离子和电子一起运动，故可认为电子密度等于离子密度，静电力为零。
2.研究了两束零位相差的圆偏振强飞秒激光脉冲从相反方向正入射到冰冻氘氚(D-T)薄膜靶上并与之相互作用达到预定热平衡稳态产生大量中子。我们通过理论解析和一维PIC模拟验证这个稳态并发现当用归一化振幅为a=7的激光入射到面密度为4.4×1018/cm2，面积为10×10μm2的靶上时每秒可以得到约为1.17×1021个中子，即为很好的中子源。
3.研究了靶的压缩问题，通过利用分步激光产生的激波压缩靶，获得高密度低温度的等离子体靶。我们发现在反应率比较高的温度范围内，我们初始所用激光强度越低越有利于中子数的产生，当初始所用激光振幅为a=0.5最终激光振幅为a=8时，压缩后的靶密度达到N2=4078nc，温度达到T2=0.03139mec2=16keV，压缩所消耗的激光能量为E=40.02062J/cm2。