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惯性约束聚变自其概念提出以来，一直处于激光技术与物理研究的前沿。一方面，高功率激光装置的输出能力不断提高，从几千焦耳至美国国家点火装置达到的约两百万焦耳;另一方面，科学界对惯性约束聚变中物理过程的理解也愈发深入。激光与等离子体相互作用过程作为惯性约束聚变过程中的重要环节，其包含了许多非线性效应及多种不稳定性对后续聚变过程造成重大影响，已成为国内外研究的重点。理想激光与等离子体相互作用的分析大多采用均匀激光场与等离子体的模型，与实际条件下非均匀激光场与等离子体分布造成的影响差异较大。本文以对非均匀激光与等离子体相互作用过程中的激光小尺度自聚焦成丝模型开展模拟分析与实验验证为主线，主要包含以下三方面内容: 1.利用二维粒子云网格算法，对强激光尖峰在等离子体喷流通道中成丝过程开展模拟分析。在模拟中得到了典型的小尺度细丝结构及其内部强度的变化特性;细丝周围的有质动力引起的高密度电子区域会导致细丝内的双等离子体衰变得到增强并扩展至较低密度的等离子体区域发生。模拟结果表明，在非均匀激光与等离子体相互作用中，存在大量的高强度小尺度激光细丝，这些细丝会增强其中的激光等离子体不稳定性并对后续物理过程造成影响。 2.开展了双等离子体衰变特征光谱角分辨诊断实验研究。实验中通过多光纤探头对靶前后多角度的特征光谱进行测试。实验测得双等离子体衰变阈值远低于理论值，分析认为主要因素来自成丝效应使局部光强提高;激光细丝引起强有质动力下的显著Doppler效应使得实验中特征光谱角分布与原先理论分析结果不一致。该实验结果与模拟中细丝内的极高光强导致双等离子体衰变大幅增强，并诱发强有质动力推动电子形成丝壁等特征相符，支撑了小尺度自聚焦成丝模型。 3.开展了双等离子体衰变特征光谱时空分辨诊断实验研究。结合光谱仪与Normarski干涉仪，利用狭缝方向相互垂直的两台条纹相机分别测量了平行、垂直于等离子体密度梯度方向特征光谱随时间变化的空间分布。实验测得特征光谱在入射激光功率密度较低时存在明显的时空不连续现象;在沿等离子体密度梯度方向，存在明显的光谱区域扩展;在垂直等离子体密度梯度方向，存在发光区域的空间分离，且发光区域的宽度与小尺度细丝的特征宽度接近。实验结果证明了小尺度自聚焦成丝存在于该实验的激光与等离子体相互作用的过程之中。 综上所述，本文结合模拟与实验，对激光小尺度自聚焦成丝现象的存在性与主要特征进行了探讨，初步验证了成丝模型，这对建立非均匀激光与等离子体相互作用理论有重要参考价值。