X射线激光一直被认为是激光科学与技术领域中，最难实现的激光器之一，它具有很多其它波段激光器、其它技术所不可替代的优异特性。　　毛细管放电泵浦软X射线激光是一种小型化、台式X射线激光器，它巧妙地将惯性约束核聚变中获得高温、高密度等离子体的Z箍缩技术移植到细长毛细管放电中，通过毛细管放电Z箍缩作用，可以产生长达几百毫米的高温、高密度均匀等离子体柱，进而产生X光激光输出，获得的增益长度可达几百毫米，是20世纪90年代初国际上提出的一种被认为可能最早实现X光激光应用的优秀方案。94年国际上首次利用毛细管放电实现了类氖氩46.9nm激光激光输出，这之后若干小组也开展了研究工作，直到2000年、2001年才陆续又有三个小组获得了激光输出。本文介绍了在本课题组自主建造的毛细管放电装置上，获得类氖氩46.9nm激光输出的工作。　　本文从等离子体Z箍缩效应的雪耙模型出发，分析了毛细管放电产生X光激光的基本原理；理论上，选用Cowan程序，计算了毛细管快放电条件下，类氖氩离子能级数据；根据获得的原子参数，计算了毛细管放电产生46.9nm激光输出所需的放电条件；同时利用一维磁流体力学程序（XDCH）对毛细管放电泵浦类氖氩软X光激光的模拟结果，分析了Z箍缩过程中高温高密度等离子体柱的形成，毛细管放电电子碰撞机制产生X光激光的物理过程，给出了增益曲线和放电参数对激光输出的影响，获得了Z箍缩过程产生X光激光的清晰物理图象。这些理论上的工作，为装置建造和实验研究提供了有指导意义的参数。　　在实验装置建造方面，介绍了毛细管放电装置 Marx发生器、Blumlein传输线、预脉冲电源和延时电路部分的原理及特性；研究了毛细管的击穿特性和阻抗特性，计算了毛细管放电所需要的击穿电压和主放电电压，为装置设计提供了重要的参数；在实验过程中，围绕获取均匀箍缩等离子体柱、尽量减少管壁和电极烧蚀，提出系列建议，如采用高纯度陶瓷毛细管和高纯度钼电极放电、毛细管采用侧面密封等措施；设计、建立了毛细管放电配气系统和差分系统，保证了毛细管内 Ar气的纯度，避免了激光在传输过程中的再吸收问题；针对毛细管放电X射线辐射的特点，提出并组织建立了10-60nm平焦场光栅谱仪、5ns门控单幅相机（MCP）和低电压（-500～-1000V）工作的X射线二极管（XRD）；建立了MCP电源的触发系统。为最终实现激光输出的完备装置和相应探测设备的建立作出了重要工作。　　从实验和理论两方面研究了装置固有的高幅值的（2～5kA）和外加的低幅值的（10～20A）两种预脉冲对毛细管放电管壁烧蚀、初始等离子体的均匀性以及出光的影响。理论及实验结果均表明，装置固有的预脉冲幅值过高，管壁烧蚀严重，形成的等离子体均匀性差，没有激光输出。而幅值为20A的预脉冲可使管壁烧蚀量大幅减小，获得的等离子体柱均匀性好，为产生X射线激光输出提供了必要条件。　　开展了毛细管放电X光激光系列实验。首先在较高气压（～60Pa）情况下，利用XRD观察到小的尖峰输出，预示着X光激光的出现；通过调整预、主脉冲的延时、主放电电流幅值和Ar气压强等放电参数，在低气压范围（13～24Pa）获得了类氖氩46.9nm激光输出，计算激光能量约几个微焦，测得激光脉冲2ns，这是国际上第五个获得毛细管放电X光激光输出的工作；对比本人在国内和日本东京工业大学访问期间获得X光激光输出的实验结果，提出在现有装置条件下尽可能增加放电电流有可能提高出光压强、增大出光压强范围，进而提高激光输出能量，增强出光稳定性的实验方案，并最终于实验上观察到较高气压范围（26～50Pa）的激光输出，比较低气压范围下的激光输出幅值有所增加。三组实验数据的对比，预示着实验观察到了在现有装置条件下，接近获得X光激光输出的最佳工作条件。　　利用充He气毛细管的预脉冲放电作光源，对平焦场光栅谱仪进行了标定，对毛细管放电35～50nm的谱线进行了分辨；实现了在激光产生之前对MCP电源的触发，为下一步门控测谱提供了可能。在测谱实验中，总结出现的问题，对下一步激光谱线的测量工作，提出了实验装置及实验的改进方案。　　除此，在超短脉冲与团簇相互作用方面，采用150 fs的掺钛蓝宝石激光系统,在5×1015 W/cm2低功率密度时激励Ar和Kr团簇，利用具有空间分辨能力的平场光栅谱仪观察到4～20nm波段的软 X射线谱，在10～13nm观测到很强的Kr的软X辐射,观察到Kr的13～14价离子和Ar的11阶离子辐射，实验结果说明团簇的形成大幅度地提高了对激光能量的吸收效率，利用超短脉冲激光与团簇相互作用产生X射线激光，有望大幅提高能量转换效率。　　本论文理论、装置与实验研究密切结合，在自主研制的装置上开展了毛细管放电X光激光研究，获得毛细管放电类氖氩46.9nm软X射线激光的输出，并获得了接近最佳的工作条件，为今后获得更高、更稳定的能量输出及开展应用研究奠定了基础。