本论文的工作主要是围绕超短超强激光与开口的固体锥靶相互作用中超热电子的产生、输运、发射,超短超强激光在锥靶中的能量透过率以及激光加速质子的诊断等问题而展开的。论文主要包括四个部分:超短超强激光与开口锥靶相互作用中的电子微聚焦效应研究,超短超强激光与开口锥靶相互作用中能量透过率研究,成像板对a粒子的响应标定以及对离子进行能谱诊断的Thomson谱仪的建造以及分辨率和能量范围标定工作。　　 第一部分(第二章):目前在“快点火”、激光驱动的离子源、X射线辐射源等相关的物理问题中,超短超强激光与锥靶的相互作用是人们普遍关注的热点问题之一。已有的结果都是基于超短超强激光与封口的锥靶相互作用的研究结果。我们利用半导体领域中的单晶硅湿法刻蚀技术在单晶硅上刻蚀出开口在微米量级的由两对斜面组成的开口锥靶。在中国科学院物理研究所光物理实验室的极光二号激光装置上,我们利用装置输出的超短超强激光与这种开口锥靶进行了三种条件不同的相互作用。在这三种条件下,我们诊断了相互作用中靶面背向的超热电子角分布。角分布的结果表明在激光焦斑的半高全宽比锥靶开口尺寸大的情况下,靶后的超热电子分布具有沿着靶壁延长线方向的两束分布特性。我们开展了与实验条件相似的二维粒子模拟,主要诊断超热电子的角分布性质。在模拟中,超短超强激光与开口锥靶的相互作用结果与实验结果符合的较好,并发现在激光焦斑尺寸大于锥靶开口尺寸的情况下,在两个锥壁附近有较强的静态磁场分布。因此,我们将靶后沿着锥壁的两束超热电子的产生归因于有超强激光与锥壁的相互作用中准静态磁场和电场的约束。同时,我们也进行了实验中暂时无法进行的超短超强激光与封口锥靶的相互作用的模拟。结果发现开口情况下沿锥壁的两束超热电子分布的模式消失。我们将消失的原因解释为超热电子在锥口封口的靶面内的传输损失和离开靶背时的电荷分离场的影响。　　 第二部分(第三章):在已有的关于锥靶的实验或者理论工作中,有人指出锥靶不仅对超热电子的行为具导引和聚焦作用,而且对激光本身也具有导引和聚焦作用。但是封口的锥靶由于锥顶处的封堵,无法直接诊断从锥口处出射的激光。因此要探索锥靶对激光的影响和作用,开口的锥靶具有不可替代的作用。我们利用超短超强激光与第二章中单晶硅湿法刻蚀的开口锥靶相互作用,并诊断从开口处出射的激光。在高入射激光能量与低入射激光能量两种情况下得到了激光从锥口处的能量透过率。实验结果表明在低入射激光能量的情况下激光能量透过率为15%,而在高入射激光能量情况下激光的能量透过率为2%。我们利用Zemax光线追踪模拟了低入射激光能量下光线在开口锥靶中的传播情况,并利用二维粒子模拟对高能量情况下诊断电磁能量的分布,得到了与实验符合的结果。这表明高入射激光能量下预等离子体的产生降低了激光向锥口的能量导引。　　 第三部分(第四章):在激光与等离子体相互作用中,成像板可以对电子、离子和X射线进行探测和成像,但是要想定量的用成像板来计算上述粒子的绝对数量需要对成像板对不同的粒子的响应进行标定。我们利用放射源241Am的发射的a粒子作为离子源,对型号为:BAS-TR成像板对a粒子的响应进行了标定。由标定的结果得到了单位能量a粒子所引起的成像板的信号值。　　 第四部分(第五章):Thomson离子谱仪可以对离子束进行电场和磁场的分谱,在探测器上将同种荷质比但不同能量的离子分散在一条抛物线上。在激光加速离子的实验中用Thomson谱仪可以分析出射离子束的能谱。我们在实验室中搭建了一台Thomson谱仪。在北京大学重离子物理实验室的静电串列加速器上,利用出射的单能质子束对质子的偏转距离进行了标定,在三个能量点处得到了谱仪的分辨率。