团簇，多达107个原子通过范德瓦尔斯相互作用结合在一起形成的集群，受到了人们的广泛关注。团簇在局部具有固体的密度，而宏观上却表现为气体的特性，这一特点使其得到了大量的研究。Becker等人于1956年首次发现了团簇的存在，Hagena等人则对其进行了大量的深入研究，并发现了其诸多应用，例如，X射线、高能电子和离子以及聚变中子的产生。特别是，飞秒强激光脉冲与含氘团簇喷流相互作用引发氘—氘核聚变实验的成功，为基于台式激光驱动含氘团簇库仑爆炸中子源的实现提供了一种可能的途径。本文围绕激光与团簇相互作用中激光等离子体参数的诊断与温度对团簇尺寸的影响等方面展开了相关的实验研究。研究的主要内容如下:　　1.设计了一种用于飞秒强激光与团簇相互作用的诊断激光等离子体参数的单光束飞秒探针方案。该方案采用光学Michelson干涉法测量电离后的电子密度，以此来间接测量等离子体通道内的高能离子密度，具有简捷性、易操作性、延时的准确性、高灵敏度和低成本等优点，能够准确的测量相互作用中的等离子体参数，为激光与团簇喷流相互作用的实验研究提供了有效的分析手段。　　2.通过降低异核甲烷(CH4)气体由锥形喷嘴向真空膨胀之前的滞止温度来增大团簇的平均尺寸。同时，我们进行了分析性的计算来估测平均团簇尺寸和尺寸分布。在室温(296 K)、60 bar气体背压和240 K、30bar气体背压的团簇源条件下所获得的甲烷团簇平均尺寸Nav分别为6230和6580。经验计算结果表明，240 K、30 bar条件下获得的甲烷团簇平均尺寸是相同气体背压、室温条件下获得的甲烷团簇平均尺寸的5倍。根据实验中测得的数据，我们得出一个有关甲烷团簇的Hagena参数与温度之间的强非线性关系:Γ*∝T0-3.3。另外，通过调节激光与喷嘴开启之间的延时，我们分别分析了室温、60 bar，240 K、30 bar和190 K、30 bar下甲烷团簇库仑爆炸产生的质子平均动能，并由此研究了三种条件下甲烷团簇平均尺寸和尺寸分布宽度随延时的变化过程。结果再次证明，降低甲烷气体的滞止温度可以增大甲烷团簇的平均尺寸，进而提高质子的平均动能。因此，利用这种方法我们在相对较低的气体背压下制备尺寸更大的团簇。　　3.对强度为6×1017 W/cm2(55 fs，160 mJ，800 nm)的飞秒强激光脉冲与室温、30 bar气体背压下乙烷(C2H6)团簇喷流的相互作用进行了实验研究。实验结果表明了C2H6团簇库仑爆炸产生高能质子的过程，这些高能质子的平均动能和最大动能分别为12.2 keV和138.1 keV。通过延时优化能够获得半径约为5.4 nm的C2H6团簇，经验计算结果表明，这一尺寸是相同条件下制各的甲烷(CH4)团簇尺寸的1.9倍。理论分析表明，相同尺寸的C2H6团簇和CH4团簇库仑爆炸产生的质子和碳离子的平均动能近似相等。综合来看，可以推论:相比于氘代甲烷(CD4)团簇而言，氘代乙烷(C2D6)团簇作为激光驱动团簇核聚变反应的靶材更为理想。