电子束流被广泛应用在基础科学研究、工农业生产、医疗和电子仪器众多领域,产生了巨大的经济效益和社会效益。电子束的产生和加速是在加速器中实现和完成的,电子源是加速器非常重要的组成部分,是决定加速器产生电子束品质优劣的重要因素。随着超短超强激光技术的发展,激光脉冲宽度可缩短至飞秒量级(10-15s),功率密度得到了极大的提高。物质在超强激光的作用下会变成等离子体,激光与等离子体作用的过程中产生大量带电粒子。其中,热电子的产生及其在等离子体内的运动是一个备受关注的重要问题。我们提出了一种新型电子源技术方案:用高功率激光轰击金属丝靶,产生大量热电子,热电子在金属丝靶表面电磁场的作用下会沿着丝靶运动,在金属丝靶后方可以收集到指向性良好的电子束。利用微波腔对收集到的电子束团进行压缩,以达到后续主加速器对电子束的加速要求。本文对此方案进行了实验验证。用功率密度为1019W/cm~2的激光照射金属丝靶,在丝靶正后方用IP板检测电子,结果发现:金属丝靶可以在几十厘米的距离内对电子束进行很好的导引;丝靶材料、长度以及直径会对电子束品质产生影响,在钨丝、银丝以及铜丝三种材料中,银丝靶产生的电子能量相对最高,数量最多,钨丝靶次之,铜丝靶产生的高能电子最少;电子束空间发散角随着丝靶直径的增加而增加,随着丝靶长度的增加而减小。实验中我们还测量了电子束的能谱以及电荷量,发现铜丝靶能谱峰值区间位于90-120ke V,单发激光条件下可以得到总电荷量3nc的电子束团。实验得到的电子束团,时间宽度较长,不适合其后的主微波加速器进一步加速。我们用SUPERFISH程序设计了一个2cell微波腔,将电子束团馈入到微波腔内压缩。ASTRA程序模拟结果显示,可以成功将150ps、1n C的电子束团压缩至～29ps。该方案有望替代传统的电子源,使加速器朝着简便、灵巧的方向发展。另一项工作是发展了一种新方法,用单发长脉冲电子束团为探针,测量激光等离子体内电磁场在整个等离子体持续时间内的演化过程。实验中,高压静电电子源产生能量0～100ke V连续可调、脉宽10ns的电子束团。1焦耳、532nm、脉宽约4ns的激光脉冲聚焦到银靶上,激发产生等离子体。电子束团穿过激光等离子体,被其中的电磁场调制后在荧光靶上成像,单发电子束团时间宽度会覆盖整个等离子体持续时间,通过分析电子束团的调制强度,推得等离子体内电场强度。实验上成功实现了单发电子束团对整个激光等离子体内电场的诊断测量,获得了演化曲线,推算出实验条件下电子束通过路径上平均电场的最大值约为7.74×10~5 V/m。