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啁啾脉冲放大技术的发展，使激光与等离子体相互作用成为一个非常重要的研究领域，有着广泛的应用前景。尤其是惯性约束聚变中“快点火”技术的提出，涉及丰富的激光与等离子体相互作用的过程。“快点火”概念的第一阶段是激光在等离子体中传播的过程中，部分电子被强激光有质动力加速到兆电子伏(MeV)以上。电子束的产生、加速，以及在低密度等离子体中的传输是第一阶段的关键物理问题。第二阶段是强激光在被压缩成高密度的稠密等离子体中打洞时，相对论电子束开始脱离激光并在高密度等离子体中输运，并在芯区边缘沉积能量形成点火热斑的过程。可见，激光与固体靶等离子体相互作用是“快点火”研究的重要内容。因此本论文将围绕激光在固体密度等离子体中的传输、能量吸收机制，以及等离子体电子和离子的时间演化等物理问题，进行理论和数值模拟研究，主要内容包括:
1.研究了超短超强激光与固体密度等离子体相互作用的稳态情形。超短超强激光辐照固体靶，因为相互作用时间短，可以形成很强的电荷分离场，这是超短超强激光脉冲与固体密度等离子体相互作用的重要特征;研究了模式转换效应产生的激光频率的静电振荡以及u×B加热产生的两倍激光频率的电子振荡。研究发现，很强的静电分离场能够有效的增强u×B振荡，这一点与一项最新的研究相符。
2.研究了超短超强线偏振激光脉冲与固体密度等离子体相互作用的时间演化过程。首先我们剖析了高密度等离子体峰的产生过程以及向前运动的情况;并重点研究了激光脉冲从靶面的反射以及所经历的多普勒频移;最后研究了线偏振光与固体靶相互作用中出现的u×B高频电子振荡和作用后的低频受迫电子振荡。
3.利用强激光脉冲与固体靶相互作用的二维时间演化模型详细研究了圆偏振激光与固体靶相互作用后的低频电子振荡的产生机制。圆偏振比线偏振的情况下形成的低频电子振荡要强得多。
4.研究了强激光与近邻界密度等离子体相互作用过程中后孤子的形成与演化。重点着眼于后孤子的形成过程;研究了后孤子的半周期的驻波场结构特征以及演化过程;PIC数值模拟研究了相同参数的后孤子的形成和演化，与理论模型得到的结果一致，证明了理论模型的有效性;最后利用PIC数值模拟研究了捕获在预设空腔中的多峰电磁结构。