随着高功率激光技术的发展，激光产生的等离子体吸引了越来越多研究者的关注。其在粒子加速、惯性约束核聚变、实验室天体物理等高能量密度物理领域也扮演着越来越重要的角色。激光等离子体的动力学过程受到激光或者其自生电磁场的重要影响，研究激光等离子体中的瞬变电磁场有助于我们深入了解其能量传递、密度时空分布等过程。这在实验上也强烈需要一种对激光等离子体中的瞬变电磁场诊断的方法。基于此我们提出了以对电磁场敏感的脉冲电子来作为探针，能解析空间电磁场分布的探测技术一电子纹影法。利用其高时空分辨的能力，我们对本对飞秒激光与金属样品靶相互作用产生的等离子体中的电场进行了诊断，研究了靶面等离子体瞬态电场的空间分布随时间的演化过程。　　论文共分为两大部分，第一部分是电子纹影法的提出。从现有诊断技术出发，归纳了各个技术的优势，并借鉴于光纹影法，改进了电子阴影成像并最终在系统上实现了具有一定的时间与空间分辨的电子纹影成像。第二部分电子纹影法在实验上的应用。本文研究了在飞秒激光离化平面金属靶后形成的电荷分离场的结构，并在原理的基础上，对探测技术进行了改进，提高了空间分辨率，并得到了电荷分离场随时间演化的形态及电荷密度分布，推出了喷出的热电子速度等信息。　　在背景介绍即第一章中，阐述了基于超快领域实现时间分辨的技术—泵浦探测技术，对泵浦探测的不同探针如光、中子、质子等进行了叙述，分析了各种探针的产生方式及优势特征。同时，还介绍了目前国内外激光等离子体的研究热点及关键难点，这些问题是本文提出的电子纹影法的潜在应用领域，它们中的部分也在本文得到了探索。　　接下来为本论文的第一部分，共分为三章，主要阐述电子纹影法的原理及实现手段。在第二章中，首先介绍了一种发展了百年的光纹影法技术与原理，进而分析了以带电粒子作为探针源的纹影法理论基础，并针对高能带电粒子的特性，发现对于电子或者质子，亦或是其他离子作为探测电磁场本质上的相似处，而基于目前的技术手段，电子作为探针源具有质量高、易实现、能量广泛可调等优势，由此本文提出了电子纹影法。从电子纹影法的探测手段得到了实验物理图像，并从中提取出所研究对象的物理性质则是第三章的重点。包括了电子动力学方程的理论推导和基于Abel反演采用的减少反演噪声、提高效率的迭代算法，并验证了数据计算的正确性。有了理论方法与反演算法，通过实验仪器搭建实现这种方法则是第四章的关注点。在第四章中从技术上去分解解释了影响电子纹影法的时间与空间分辨率的因素。并基于之前的超快电子衍射系统，提出了实现电子纹影法的技术手段，包括了激光与光路系统、电子枪系统、靶及调节系统、探测放大系统、真空系统等。　　第二部分主要介绍了利用电子纹影法原理实现的两个实验。作为电子纹影法实现的最初设计的网格电子纹影法探测了激光与2pm铝薄膜相互作用的等离子体形成的电场结构，实验上实现了电子纹影法，并得到了25ps时刻靶面的电场结构。靶面喷出的热电子与靶内正电荷形成的分离场在靶法线方向上表现为“峰”“谷”结构，而总强度却表现为在靶面一定高度处，内部低强度，周围高强度类似于“火山口”的形貌。这是实验上第一次直接观测到这种特殊结构。在此基础上，我们改进实验，实现了斜孔电子纹影法，将空间分辨率由80^m提高到了50^m，得到了具有时间演化的电场动态信息，分析了电子逸出的电荷总量与速度，推算出电子的运动特征，直接观察到了电子的纵向膨胀等过程。　　上述实验有力的证明了电子纹影法的实用性，并直观给出了激光等离子体参数，其原理的普适性为高能等离子体中的强电磁场探测提供了一种新的有用工具。