随着激光技术的不断发展,超短超强激光在低密度等离子体中激发出高强度等离子体波用于实现电子加速研究已取得重大进展,基于此原理发展起来的新型台面式电子加速器成为了当前国际上的研究热点。激光尾波场加速中电子获得加速的前提是“电子俘获”,因此如何提高俘获电子的数目和性能是现今急需解决的关键问题。本文工作在马燕云等人相关研究的基础上,采用理论分析与粒子模拟相结合的方式,提出了若干增强电子俘获的物理方案,并对增强俘获的原因进行了深入细致的分析。研究结果对进一步理解尾波场加速过程中的电子注入过程和指导相关实验获得大电荷量电子束都有参考价值。论文的主要内容共分为三个部分:第一部分是激光尾波场加速中的“空泡”模型介绍,以及考虑空泡内剩余电子的电荷密度和电流密度后空泡核心区域电磁场和空泡形状的解析求解。该部分主要介绍了A.Pukhov等人的空泡模型和W.Lu等人的blowout模式下的电子鞘层模型,重点对H.C.Wu等人考虑剩余电子密度对空泡核心区域电磁场和空泡形状的影响所得研究结果进行了介绍和分析,为激光尾波场加速中的空泡加速过程研究提供了理论依据。第二部分提出了优化激光横向空间分布来增强电子俘获的方案,并进行了理论分析和数值模拟研究。研究表明,激光横向波形对电子俘获数目影响较大,在相同条件下,相对于高斯形激光脉冲,超高斯形激光更有利于拉动空泡闭合前侧边的电子团向空泡尾部汇聚形成高能量局域化的弓形波,从而导致更多的电子注入到空泡的加速相,使得被俘获的电子数目提高近5倍,且电子束品质得到改善。第三部分提出了优化激光脉冲时间波形来增强电子俘获的方案,并进行了理论分析和数值模拟研究。研究表明:在弓形波电子注入条件下,对于时间前沿较为陡峭的正扭曲脉冲,由于纵向有质动力较大,能够激发更强的纵向电场和空间分布更广的加速区域,有利于增大注入电子的初速度,使得更多的电子注入到空泡加速相位。在其他条件相同的情况下,正扭曲脉冲的电子俘获数目远高于激光脉冲时间波形分别为高斯形和负扭曲分布的情形,且改善了所得到的电子束的品质。