在基础研究和科技应用中,由于超强激光和等离子体的非线性相互作用存在潜在的应用价值,该领域得到了人们的广泛关注。相关的研究和应用主要包括:相对论光学导引、谐波激发、尾场产生、激光频移、脉冲压缩、粒子加速和惯性约束聚变等。最近几年,许多实验和理论研究都发现正负电子对等离子体可以在实验室里产生,因此人们开始关注激光和正负电子对等离子体的非线性相互作用。人们更加关注激光和E-P-I(负电子-正电子-离子)等离子体的相互作用,因为这种等离子体既包含正电子、负电子,还包含离子,具有许多传统等离子体没有的物理特性。但是,目前的关于这方面的工作大部分都局限于均匀等离子体中,因此本文重点讨论了非均匀E-P-I等离子体中的激光传播特性。具体内容安排如下:　　第一章对等离子体的概念及本文中用到的研究方法做了介绍,着重介绍了等离子体中研究热点问题,以及激光等离子体相互作用,进一步对本文研究的具体系统E-P-I等离子体做了详细介绍。　　第二章讨论了强激光在非均匀E-P-I等离子体中的传播特性。基于麦克斯韦方程组和正负电子的流体方程,得到了描述非线性现象的波动方程、描述等离子体慢运动的泊松方程,而且这两个方程是相互耦合的,通过对正电子、负电子的动量方程进行积分运算,获得正负电子被激光的调制后的密度分布。进一步计算得到了一个包含有密度非均匀效应的修正的非线性薛定谔方程,然后线性化薛定谔方程讨论了系统的调制不稳定性,最后用数值方法求非线性薛定谔方程的数值解。分别讨论了密度沿轴向呈现线性、高斯和余弦分布的三种非均匀情况,发现不同的密度分布导致激光呈现不同形式的聚焦。正电子的存在和密度非均匀都导致了强烈的调制不稳定性和成丝不稳定性,引起了激光束的分裂成丝现象,并且在激光最强的地方出现了密度空穴。　　第三章讨论了激光在非均匀E-P-I等离子体中的自俘获。基于麦克斯韦方程组和正负电子的流体方程,得到了相互耦合波动方程和泊松方程,还得到当激光入射后,正负电子的轴向、径向的速度表达式和激光调制后的正负电子密度分布表达式。基于以上方程,得到一个包含有非均匀效应的非线性薛定谔方程。接下来用变分原理对系统的动力学特征进行分析,获得一个有效势,并且成功预测:激光的初始参数在某些区域时,激光被俘获在势阱中。进一步用数值方法求解非线性薛定谔方程,得到激光包络随位置的演化图。当等离子体密度呈现非均匀特性时,随着密度的增加,势阱的宽度变窄,深度变深,对应的数值结果中,激光束的振幅增加,宽度减小;反之,激光呈现阻尼振荡,激光的振幅变小,宽度变大,当密度低于一定值时,激光振幅趋于零。　　第四章总结本工作及展望该领域的研究前景。