磁场与等离子体广泛存在于宇宙当中,宇宙中的很多现象如蟹状星云的不稳定性结构、吸积盘喷流、高速粒子的产生等等,都与磁场和等离子体之间的相互作用有关。在天体物理或者空间物理领域,由于观测条件限制,针对这些现象的研究还不够完备。近几十年,随着脉冲功率技术的发展,陆续建成了强磁场装置和高功率激光装置,为在实验室条件下研究磁场与等离子体之间的相互作用提供了实验环境。本论文主要针对磁化背景中的激光等离子体膨胀进行了实验和模拟的相关研究。激光等离子体在磁化背景中膨胀,根据背景等离子体的阿尔芬速度,可以将膨胀类型简要分为亚阿尔芬速度膨胀和超阿尔芬速度膨胀。我们在中国科学技术大学的磁化激光等离子体装置上进行了亚阿尔芬速度膨胀的实验,利用激光烧蚀平面靶产生等离子体,由亥姆霍兹线圈提供准稳态准均匀的外磁场。通过等离子体的自发光成像以及飞秒光的干涉,诊断了激光等离子体在外磁场中演化过程。等离子体在外磁场中减速膨胀,在等离子体-磁场的交界面上出现严重密度堆积,形成抗磁腔结构。抗磁腔的最大尺寸与磁场约束效果相关,实验上改变激光能量五和磁场强度B,发现抗磁腔Vmax满足定标关系Vmax～E/B2。磁流体模拟发现该定标关系在激光能量达到千焦耳量级时依然成立,据此我们建议在黑腔聚变中引入外磁场,减缓黑腔腔壁等离子体的填充。等离子体减速膨胀带来的等效重力加速度会导致交界面出现槽纹不稳定性结构,不稳定性的线性增长率高于0.4/ns,远大于离子回旋频率。对不稳定性发展过程而言,此时电子已经磁化,而离子非磁化,所以这是一种动理学不稳定性。根据线性阶段的增长率和非线性阶段的鱼骨模特征,我们判断这种不稳定性是大拉莫半径不稳定性。这些现象与80年代到90年代的空间实验AMPTE和CRRES上观察到的现象一致,实验上的无量纲参数也符合空间物理的无量纲参数,为实验室空间物理提供了新的参数区间。我们在SGIIU装置上也进行了亚阿尔芬速度膨胀的实验,使用质子照相诊断到了槽纹不稳定性,并且发现磁场越强,不稳定性的波长越长,出现了模式合并的特征。通过分析我们确认这种不稳定性是低杂漂移不稳定性,这是首次利用质子照相拍摄到槽纹不稳定性结构。在SGII装置进行了超阿尔芬速度膨胀的实验,我们利用预脉冲产生高密度的背景等离子体,主脉冲产生的等离子体在磁化背景等离子体中超阿尔芬速度膨胀。利用皮秒光的干涉和纹影成像,观察到背景等离子体被驱动产生了明显的冲击波结构,冲击波的速度约为400km/s,马赫数为MA～7。利用法拉第筒诊断了离子速度,发现当背景等离子体磁化时,有更多的离子被加速到900km/s,此时高速离子峰值比无磁场情况下的离子峰值提高1.5到3倍左右。利用电子谱仪诊断了电子能谱,发现在磁化情况下有大量的电子被加速到20-150keV。上述实验结果表明,在超阿尔芬膨胀中形成的高马赫数磁化冲击波,对带电粒子的加速效果明显,在实验室环境下研究与磁化冲击波相关的粒子加速可以补充航天器测量的局限性。