本文对超强激光间接法产生正电子的物理过程开展了理论和实验研究,主要研究内容如下:第一,分析了关于当前电子谱仪中传统电子能谱反演算法中的不足。在电子束发散角的影响下,当电子在IP板的接收位置偏离理论位置1cm时,对于本文所用电子谱仪,通过传统方法求解电子能量的误差在5%-20%之间。为有效地消除电子束发散角对能谱测量带来的影响,我们建立了一种基于最大熵法求解尾波场电子能谱的算法模型,结果表明,采用这种算法可以有效提高反演所得的电子能谱的准确性和可靠性。第二,设计并开展了基于超强激光通过间接法产生正电子的实验。IP板测量到平均正电子数为6.81×10~5/shot,标准差为2.92×10~5/shot,总正电子产额约为4.4×10~7/shot,明显高于Sarri等人的测量结果。另外,正负电子能谱分布均满足类麦克斯韦分布,其有效温度分别为38.5Me V、50.5Me V。对比Chen等人通过直接法测量到的正负电子温度2.8Me V和4.8Me V,间接法产生的正负电子斜率温度更高。第三,为提高正电子产额,提出了多层靶方案。多层靶能使能量较低的正电子能够通过多层靶的间隔逃逸出固体靶,减少正电子的湮灭,同时让高能电子和光子束缚在靶内继续与次级靶作用产生正电子。理论研究和计算结果表明,多层靶的正电子产额相对单层靶提高了137.1%,尾波场电子能量利用率相对单层靶提高了7.3%。另外,在正电子产额最高时,多层靶靶间隔L、子靶厚度d、靶半径R满足匹配关系RL d≈C,其中C为常数。