激光驱动的等离子体加速器,能够提供高达100 GV/m的加速电场,一经提出便引发了学术领域的广泛兴趣。基于该技术,能够以较小的造价,建设新一代的台面式小型化电子加速器。随着激光技术的不断突破,超短超强激光也投入于激光加速实验中。经过短短30年的发展,激光驱动的尾波场电子加速(Laser Wakefield Acceleration)已经成为激光与物质相互作用领域一个重要研究方向。同步辐射源、对撞机和自由电子激光都对高品质电子束(高能量、低能散、低发散度)有超高的需求。从高能热电子,到准单能电子束,再到参数稳定可控的电子束,人们不断在实验和理论方面提升对该方向的研究深度,不断实现物理机制和实验技术方面的突破,使得该领域日趋成熟。第一章是绪论。介绍了激光等离子体加速器产生的背景,以及其优势和应用前景。从理论上详细讲解了激光等离子体加速技术的运行机制和条件,包括重要的概念和物理模型。第二章是气体靶电子加速。详细回顾了30多年中激光等离子体尾波场电子加速领域的发展历程和重要成果,包括超强激光的发展,准单能电子束的产生,突破GeV量级等等。我们团队在产生高品质电子源方面有着很多工作,着重介绍了激光与氮气靶相互作用产生的准单能电子束,并且在优化电子束参数方面所做的努力。第三章是团簇靶电子加速。详细介绍了团簇在激光与物质相互作用方面的优势及应用领域。首次通过激光与团簇靶相互作用,获得了大电量、低能散的稳定准单能电子束,其中蕴含的电子注入和加速过程十分值得进行下一步的深入研究。在第四章中是博士期间在实验技术和实验诊断方面的工作,包括对等离子体和电子束的诊断仪器,接着展示了实验室靶场建设方面的工作。