作为一种极端物理条件,在实验室产生的强磁场,极大地推动了天体物理、等离子体物理、材料物理、量子电动力学、伽马射线和正负电子对产生等科学研究的发展。因此,对强磁场产生技术的研究具有重要意义。磁场压缩技术是产生强磁场非常有效和实用的方法。通常可以采用化学内爆压缩和电磁磁通压缩等方法产生强磁场,但是受到能量转化效率低及内爆的不对称性的限制,电磁磁通压缩产生的磁场强度仅可以达到几百特斯拉,并且通常的磁场压缩方法压缩速度慢,可压缩的种子磁场小。本论文提出了利用强激光驱动的相对论薄层压缩磁场的新方法,它具有压缩速度快、可压缩的种子磁场强等特点。本论文主要工作如下:1.利用强激光驱动的定向运动的相对论电子层压缩磁场。在相对论电子层的压缩下,种子磁场强度可以增大为原来的10倍左右。而且进一步的粒子模拟表明,入射激光峰值功率越大,初始等离子体密度越高,所获得的磁场也就更强。2.利用强激光驱动的等离子体薄层压缩磁场。压缩过程中部分激光能量会由高能离子转化为磁能,但是磁通量保持守恒。磁场被压缩放大的同时会产生相应大小的电场,磁场以光速扰动且以电磁波的形式传播。模拟结果表明,初始10⁴ T的磁场可以被放大3个数量级而产生10⁷ T的超强磁场,相应的强度为10²⁴ W?cm²。通过强激光驱动的等离子体薄层压缩磁场可以产生超强磁场,如此强的磁场可用于在实验室中研究量子电动力学领域的一些现象。