激光在等离子体中的受激散射过程,包括受激布里渊散射(SBS)和受激拉曼散射(SRS),是间接驱动惯性约束聚变(ICF)研究中最重要的课题之一。它会从三个方面对聚变“点火”过程产生不利：损失激光能量,从而降低黑腔内部的X光辐射温度；改变激光强度在黑腔内壁上的空间分布,从而破坏腔内X光辐射场的对称性；产生超热电子,预热聚变材料,从而影响聚变增益。正是因为这些因素,对受激散射过程进行细致分析并找到抑制其发展的有效方法,成为了目前激光间接驱动ICF研究中亟待解决的问题。然而受激散射是一个极其复杂并且对等离子体状态参数十分敏感的物理过程,因此需要从解析理论、数值模拟以及实验诊断等多个角度对其进行全面系统的研究。本论文的工作就是针对激光间接驱动ICF中的受激散射过程,从理论和实验两个方面对其进行系统的研究。我们基于一维线性理论,发展了一套完善的一维平板位型和一套二维柱对称位型的三波耦合理论模型,并用它们对受激散射过程中的基本物理机制进行了分析。为了开展关于受激散射过程的实验研究,我们在国内最主要的研究平台—神光Ⅲ原型装置上搭建了一套Thomson散射诊断系统,用来获取高精度、高时空分辨的等离子体状态参数信息。利用这套诊断系统,我们在神光Ⅲ原型装置的充气腔靶位型下,开展了一轮系统的物理实验,并对实验中与受激散射相关的物理量进行了全面的诊断。实验中获得的丰富数据,既加深了人们对腔内物理过程的理解,也为辐射流体程序的校核提供了基准。至于具体的工作,我们总结如下。第一,我们发展了一套更为完善的处理受激散射过程的一维理论模型。该模型所具备的能力包括以下几个方面：1)考虑了泵波衰竭效应；2)考虑了激光和散射光的逆轫致吸收过程；3)能够同时处理不同频率的散射光；4)同时考虑了等离子体中的轫致辐射和激光的Thomson散射对散射光体噪声源的贡献,以及有可能存在的边界噪声源。由该模型可以发现,在充气腔靶位型下,腔壁高Z等离子体的轫致辐射和入射激光在临界密度面的反射光会对散射光的份额造成严重的影响。SBS与SRS通过泵波衰竭效应而发生的相互竞争,可能是导致两者在实验上呈反关联现象的主要原因。光场非均匀性引起的等离子体状态参数的变化基本不会对散射光的份额造成影响。磁场的引入能够有效地抑制受激散射过程,10 T左右的磁场就可能明显地降低散射光的份额。第二,我们发展了一套二维柱对称位型下的理论模型,用来研究光束的衍射和自聚焦效应对受激散射过程的影响,以及对散射光的横向分布进行分析。文中对静电波的密度扰动、有质动力作用下背景密度的表达式、散射光光强的远场分布、模型的数值计算方法等进行了详细介绍。在二维模型中,我们讨论了一些有别于一维模型的基本物理规律。结果显示,对散射光份额起决定性作用的是激光的Rayleigh长度而非等离子体长度,自聚焦效应能让散射光的远场分布具有更小的发散角,逆轫致吸收基本不会影响散射光的远场分布。此外,非均匀的等离子体参数分布会造成受激散射过程的耦合失谐,从而影响散射光在近场和远场的横向分布。第三,我们在神光Ⅲ原型装置上搭建了一套透射式、双支路的Thomson散射诊断系统。这套系统可以实现对四倍频探针光Thomson散射信号中离子谱双峰和电子谱红峰的同时诊断。我们对收光系统的光学元件进行了精心设计,以满足Thomson散射诊断的实验需求。标定的结果表明,对于神光Ⅲ原型装置上等离子体的典型参数,电子谱支路完全能够分辨Thomson散射电子谱红峰的峰位。另一方面,两个支路的成像分辨率都优于5μm,完全达到物理实验的需求。利用这套诊断系统,我们获得了神光Ⅲ原型装置上不同靶型、不同空间位置的等离子体状态参数信息。这一方面验证了这套诊断系统的可靠性,另一方面也为物理机制的探索和分析提供了丰富的数据支持。第四,我们在神光Ⅲ原型装置上开展了一轮关于充气腔靶位型下受激散射过程的物理实验。实验中使用了7类诊断设备,对激光与充气腔靶的相互作用过程进行了全面的探测,获得了丰富的数据。Thomson散射诊断的结果显示,对于加热束激光通道内的CH区域,标准腔和直筒腔两种位型下的电子温度分别在1.0 keV和0.9 keV左右。由加热机制的不同导致的,激光通道内外的温度演化存在明显差异。腔内的等离子体流场则基本都指向激光注入口,CH区域内越靠近腔壁流速越大。对受激散射过程的详细分析表明,SBS发生在靠近腔壁的Au等离子体中,Au等离子体中流场的非均匀分布在影响SBS散射光的远场分布中扮演着重要角色,SBS光谱的断裂和SRS光谱的红移是由高密度等离子体穿越SRS发生区域导致的,实验中诊断到的超热电子很可能是来自于SRS过程中的电子等离子体波。