高能离子束(MeV，GeV)在医疗、质子成像、激光聚变等领域具有重要的应用价值而受到广泛关注。要想获得高能离子并避免传统同步加速器的一些缺点（如体积大、价格昂贵），利用超强激光与等离子体相互作用是一种非常有前景的解决方案。实验上目前已经可以实现聚焦强度达到～1022 W/cm2、脉冲宽度小于10fs的超短相对论激光脉冲。这为研究相对论激光驱动的离子加速带来非常有利的条件。激光驱动离子加速方案有多种，相比而言，光压加速具有较高的能量转换效率，而且得到的单能离子束能谱窄、发散角小。理论模拟与实验都取得了积极的进展，但仍存在一些改进空间。本文主要对三倍频(3ω)激光与固体薄膜靶相互作用过程中的离子加速，以及双脉冲驱动的离子连续加速方案进行了研究，具体如下：　　1.从激光与等离子体相互作用的物理过程着手利用二维Particle-in-Cell(PIC)拟研究了3ω激光驱动的离子加速，以及3ω情况下加速场强度和加速时间等物理量的变化。在相同激光能量的前提下，三倍频后加速电场强度有较大提高，在相同的作用距离里内，离子可以得到更多的能量。相比基频激光的情况，即使考虑在三倍频过程中的能量损失，三倍频后仍然可以得到更高的离子峰值能量。　　2.双脉冲驱动的离子连续加速方案选用稠密等离子体与低密度等离子体组成的复合结构靶，先用超短圆偏振超高斯(SG)光对稠密等离子体中的离子进行预加速，然后利用拉盖尔—高斯(LG)光在低密度等离子体中产生的特殊空泡结构对其进一步稳定加速。在第一阶段SG光驱动的光压加速过程中，在很短时间内离子被加速到相对论速度。在第二阶段，离子在发散之前被LG光产生的特殊空泡捕获，受横向场的约束得以较长时间地稳定加速。模拟结果表明，利用强度为2×1022 W/cm2 SG光和峰值强度稍低的LG光可以得到峰值能量6.7 GeV的质子束。