在惯性约束聚变中，柱腔充气靶主要用于研究激光-等离子体相互作用。本文主要介绍了柱腔充气靶的设计、制备、组装以及在线充气技术。柱腔充气靶主要是利用厚度为400nm的聚酰亚胺薄膜贴附在具有一定几何形状的金柱腔端面制备而成。所有的工作均显示柱腔充气靶的制备与在线充气技术能满足目前激光-等离子体相互作用实验和神光激光装置操作的要求。详细研究了不同的二胺与二酐单体对聚酰亚胺端口薄膜强度的影响，并最终确定利用联苯四羧酸(BPDA)和対苯二胺(PDA)在低温下制备了聚酰胺酸溶液，再通过旋转涂膜法和高温酰亚胺化制备了厚度为400nm的聚酰亚胺端口薄膜。探索了制备过程对薄膜表面形貌的影响，并利用扩胀法建立薄膜压力与形变的关系，获得厚度不同时薄膜的模量，提供不同压差条件下薄膜的形变规律。着重解决了基于神光Ⅲ主机平台的靶传送、气路连接与在线充气工艺问题。采用不同的转接口方式实现了外部充气系统到柱腔充气靶内充气管的连接。通过充气系统可实现外部的配气与充气，并可准确测量打靶时气袋靶内的气压。实验结果表明，利用此种方法建立的柱腔充气靶制备与在线充气方法可快速完成充气腔靶的送入、在线充气及取出、更换。大大缩短了打靶发次间的间隔时间，提高了打靶效率，为充气腔物理实验的高效开展提高了保障，并推动了激光等离子体相关物理实验研究的开展。