近些年,伴随着激光技术的迅猛发展,超短超强激光驱动等离子体产生高能电子束及其在新型辐射源等应用领域的研究已成为强场物理的热点研究问题。基于激光等离子体相互作用产生的阿秒电子束具有短脉宽、高密度、低发散角和较好的单能性等特点,可以作为等离子体镜来操控相对论激光脉冲,在激光聚变物理等方向也有重要的潜在应用价值。本文的工作是在马燕云等人的相关研究基础上,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,研究了产生较高品质且参量可调的阿秒电子脉冲的两种新型物理方案。论文内容分为以下四个部分:第一部分,我们介绍了粒子加速器的发展历程,特别是激光等离子体加速器的发展背景和现状,其中重点介绍了电子和离子加速器的发展现状以及目前为止学者们提出的各种方案及其局限。随后,我们对激光等离子体相互作用的特点(特别是激光有质动力的概念)以及高品质电子束的主要应用领域进行概述,最后介绍了激光等离子体的粒子模拟研究方法及其发展现状。第二部分,对基于激光驱动等离子体产生单个阿秒电子脉冲和阿秒电子串的物理方案进行简要介绍,且分析了其技术实现难点。对于阿秒电子束的产生,介绍了激光直接加速和激光直接辐射固体薄膜靶产生阿秒电子束的理论和主要模拟结果。随后,简述了激光与横向尺寸较小的雨滴靶或长丝靶的相互作用过程,以及尾波场结构调制注入的阿秒电子束而产生阿秒电子串的方案。第三部分,提出利用激光驱动次临界密度气体丝靶产生准单能阿秒电子束的物理方案。我们利用2D3V粒子模拟程序LAPINE对该过程进行了数值模拟,并讨论了不同激光和等离子体参数对其影响。研究表明,当靶的横向尺度很小,甚至与激光焦斑半径相当时,靶表面电子在表面有质动力的作用下得到加速,能谱出现很好的单能结构。在～1021 W/cm2的激光强度下,被加速的电子峰值能量可达 90 MeV。第四部分,研究了强激光驱动稀薄等离子体产生等离子体镜的物理过程。模拟结果表明:当激光的归一化振幅为a = 20的圆极化激光轰击密度为n = 0.01nc、横向尺度为d = 10.0λ0的稀薄等离子体时,能够得到密度大约为1.5nc的电子飞行镜,横向尺度几乎维持不变,其中nc为激光波长λ0所对应的等离子体临界密度。面向实际应用需求,我们系统研究了激光等离子体参数对产生等离子体镜的影响,研究结果对于等离子体镜产生的实验及其应用都有一定的参考价值。