一位著名的天文学家曾说过，如果说一张图片胜千言，那么一幅谱线将胜过千万张图片。由此可见谱线所包含的信息量之大。对于激光等离子体产生的X射线光谱，其中包含了丰富的等离子体状态信息。本论文着重讨论X射线光谱的诊断应用和台面相干X射线源的产生研究。　　 首先，在第一章中较系统的介绍了激光等离子体X射线光谱诊断以及相干X射线辐射源的相关研究背景、物理概念和理论基础等。第二章介绍了x射线光谱诊断的谱仪设计和谱线计算。针对EUV波段的平场光栅谱仪，以及X射线晶体谱仪是我博士期间设备研制的主要内容，也是谱线研究工作的基础。而模拟计算是获得谱线物理信息的关键环节。这一章对基于流体力学程序MEDUSA和精确的原子数据的碰撞辐射模型光谱诊断程序做了介绍。　　 第三章介绍了激光等离子体和Tokamak两种不同等离子体环境中的X射线光谱诊断。通过对激光等离子体的自发光谱进行模拟，准确推断了等离子体内部的离化态分布，电子温度及密度等信息，为后续产生X射线激光提供了重要参考。Tokamak等离子体属于典型的高温低密等离子体，和天文中星冕区的等离子体状态最为接近。通过对Tokamak等离子体的X射线光谱诊断，确定了其中不同元素组分的相对含量；利用和星冕区等离子体状态的相似性，对天文观测结果的分析进行了类比验证。　　 高能量激光聚变装置的出现，为在实验室中产生高温、高密等极端物理条件提供了可能。这样的实验条件可以用于模拟某些具有代表意义的天体内部或其周边条件，从而使得科学家们可以在实验室内对天体物理中诸多重要问题进行深入细致的研究。由此而出现了高能量密度实验室天体物理学这一新兴领域。第四章针对其中关注的高能辐射场对等离子体离化过程，在实验室里进行了研究。分别采用内爆方式和腔靶辐射方式，研究了等离子体在高辐射环境中的离化现象。　　 作为等离子体相干X射线辐射源的研究，第五章对类镍钼X射线激光的产生进行了系统全面的研究。通过理论计算和实验光谱测量等方法，对X射线激光增益介质等离子体的状态全面的进行了诊断。采用高效的掠入射泵浦方案，在卢瑟福实验室ASTRA激光装置上，实现了类镍钼18.9nmX射线激光的饱和输出，对其输出特性和时间信息进行了详细测量。针对总能量有限的激光条件，提出了产生X射线激光的泵浦方案，并在物理所极光二号(XL-Ⅱ)装置上，用～200mJ的有效泵浦能量，产生了X射线激光的增益输出。