随着惯性约束聚变研究的进一步深入，迫切需要发展更全面、精确的等离子体诊断技术。在激光聚变实验中，靶丸压缩的对称性和均匀性是实现靶丸高温高密度压缩的关键因素之一。等离子体三维重建技术就是利用多个X射线探测成像设备获取的二维探测图像进行三维重建，以获得等离子体参数三维分布的技术。通过X射线成像重建激光等离子体发射系数和吸收系数的空间分布，获得有关压缩对称性，电子温度、密度，等离子体流体力学不稳定性等重要的物理信息，是激光等离子体诊断的重要手段，对于高增益点火各物理条件的设计有很重要的意义。本论文的主要工作是建立激光等离子体中X射线正向传输模型及成像模型，研究和发展激光等离子体三维重建方法，重建出发射系数和吸收系数空间分布。论文主要内容有：一、研究了传统的基于图像的三维重建方法，包括解析法、代数重建法和统计迭代法，以及Abel变换理论。由于X射线在等离子体中辐射传输时存在一定的吸收衰减，Abel逆变换重建方法忽略吸收影响，因而重建误差较大，且只能重建出发射系数。二、在适当简化情况下，建立了激光等离子体中X射线正向传输模型，分别通过Monte Carlo方法和数值积分方法得到了探测图像，并对结果进行简要的讨论，虽然等离子体中吸收系数很小，但对探测图像影响却很大。三、介绍了光学层析技术和发射光谱层析技术，根据激光等离子体中X射线传输特点，建立了分层结构成像模型，利用LM（Levenberg-Marquardt）非线性最小二乘优化算法，提出了基于该成像模型的重建算法，并进行了数值模拟。结果表明：该算法成功地重建出发射系数和吸收系数，并且重建精度高。在噪声较小时，大致可以精确重建，明显优于Abel逆变换重建结果。