近年来,随着超短超强脉冲啁啾放大技术(CPA)的不断发展,超短激光脉冲脉宽从皮秒(ps,10-12s)到飞秒(fs,10-15s)量级,而脉冲峰值功率密度已达到1022W/cm2以上。当如此强大的超短激光脉冲辐照到固体等离子体薄靶时,在固体等离子体薄靶中不仅产生接近光速的高能电子流,还产生特斯拉量级的自生磁场和其他丰富的非线性现象。这些物理过程的研究和发展,使得人们利用超强脉冲激光与固体等离子体薄靶相互作用产生新型的辐射源和激光约束核聚变成为可能,也在医疗、激光光谱学、超强激光物理学、大容量高速光通信等方面展现了广泛而重要的作用。在飞秒激光精密加工、激光粒子加速等研究领域促进了一些前沿学科的发展。但用超强脉冲激光与固体等离子体薄靶相互作用中产生的自生磁场和各种不稳定性等因素已经对迅猛发展的惯性约束聚变中的“快点火”研究及激光驱动的新型粒子加速器研究领域形成显著制约。为解决这种制约该论文通过理论分析和数值模拟方法,对超强脉冲激光与固体等离子体薄靶相互作用中的自生磁场和电磁不稳定性以及非线性传输特性进行研究。本文介绍了激光与等离子体相互作用的理论基础。从经典的等离子体Vlasov-Maxwell动理学理论出发求解无磁化各向异性等离子体中的电磁不稳定性和自生磁场和色散关系,选用了平板等离子体薄靶,计算了自生磁场yB的增长率k?数据,得到了不同时间段内超过临界密度的等离子体中激光各向异性参数和不同方向被散射的热速度值。自生磁场的存在更小的范围内有效地控制被靶后表面发射超热电子或离子分布,与在等离子体薄靶激发的自生磁场密切相关,磁场越大脉冲激光能量被等离子体吸收的能量受损越大,超热电子运动越受阻。用粒子模拟法(PIC)求解相对论粒子运动方程,以及边界条件处理方法,电流密度初始条件等。结合理论分析和数值模拟的方法比较电磁不稳定性和自生磁场以及超热电子在高密度等离子体中的输运过程的模拟结果。