本论文的主要工作是超强飞秒奇异激光与固体靶及气体靶相互作用产生的谐波及尾波场研究，主要包括以下几部分内容:超强飞秒涡旋光束的产生，飞秒激光与固体靶作用产生奇异谐波，超强飞秒奇异光束与气体靶作用产生尾波场。　　第一部分主要是奇异飞秒光束的产生研究。我们主要研究了透射式螺旋相位板产生飞秒涡旋光束的情况。发现所设计加工的连续渐变螺旋相位板具有较好的质量，有利于产生高质量的飞秒涡旋光束;另外计算了理想情况下通过透射方式所产生的飞秒涡旋光束的纯度，并提出采用两种不同材料的螺旋相位板的组合进一步提高飞秒涡旋光束的纯度。　　第二部分利用PIC程序研究了飞秒激光驱动的奇异谐波的产生。首先利用高斯光束正入射到螺旋型固体靶，所得到的反射光的波前由固体靶的形状所决定，此外，在反射方向观测到了奇次谐波，谐波相对于基频光具有更高的拓扑荷，单光子具有更大的轨道角动量;另外利用矢量光束正入射到固体靶，在反射方向也观测到了奇次谐波，且奇次谐波的矢量特性和基频驱动激光保持一致。　　第三部分利用PIC程序研究了飞秒矢量光束和气体靶作用所产生的尾波场。在激光强度偏低时，产生的线性尾波场形状为中空的环形，可实现环形电子束加速，随着激光强度的增大，环形尾波场中央出现了场的叠加现象，随着激光强度的进一步增大，尾波场完全叠加形成一个整体的空泡。　　此外，我们进行了尾波场加速的相对论电子与高Z材料作用产生正电子的实验研究。在实验中，通过调节喷嘴背压等实验条件，获得了准单能的几十MeV的相对论电子束，相对论电子束和铅皮作用产生了大量的相对论正电子;并利用Geant4程序对正电子的产额及能谱进行了详细的计算。