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激光等离子体相互作用物理已经发展为等离子体物理学的一个重要分支。随着超短超强激光脉冲技术的不断发展，实验室中能够获得的激光峰值强度可高达1022W/cm2，激光等离子体相互作用中的量子电动力学效应不容忽视。超强激光场中，作强非线性相对论运动的电子会辐射出大量高能光子，而导致自身的能量损失。辐射出的高能光子还可能诱发次级辐射，产生稠密的正电子束。本论文主要围绕超强激光与等离子体相互作用中的量子电动力学效应开展研究，提出产生高能γ光子辐射和稠密正电子束的新方案。论文内容如下： 1、提出用强度为1022W/cm2的激光驱动充满近临界密度等离子体的平顶铝锥靶产生稠密正电子束的新方案。利用锥靶对激光的聚焦作用，使得激光强度达到电子发生辐射捕获的阈值。被捕获电子与在锥顶端反射的激光发生康普顿背向散射，产生高亮的γ射线；这部分背向散射的高能光子又与低能激光光子作用，通过Breit-Wheeler(BW)过程产生稠密的正负电子对。模拟得到的正电子总数可达2×109个，最大数密度值在1027m-3量级，其平均能量大于100MeV。 2、提出了双束椭圆极化激光驱动双薄靶产生稠密正负电子对的新方案。在合适的靶参数和激光参数下，双激光相向驱动的薄靶在快要碰撞在一起的时候已达到相对论透明条件，穿透薄靶的激光与来自对面薄靶的高能电子发生强烈的康普顿背向散射。辐射出的高能光子与低能激光光子作用，通过多光子的BW过程产生稠密的正负电子对。模拟得到的正电子总数高达2.4×1010，密度高达1028m-3。 本论文所提出的两种方案中，所采用的靶参数和激光参数接近目前实验室中可以获得的条件：激光强度均为1022W/cm2量级，超薄靶为类金刚石靶，可通过改进的直流辉光放电溅射技术制备。这可以在当前的技术条件下为天体物理研究、材料诊断、医学成像和核物理等研究领域提供一种台面型的高亮γ射线和稠密的正电子源，具有重要的应用价值。