激光-电磁推进器具有质量轻、体积小、比冲高、控制精度高、寿命长等特点,能够显著增加空间飞行器的有效载荷,并延长使用寿命,适用于执行深空探测、载人登月、火星开发等空间任务。对激光-电磁推进器工质进行改性可进一步提高推进器性能,故针对激光-电磁推进器对高性能工质的需求,在当前常用的固体聚合物工质的基础上,发展性能更好的改性固体聚合物工质已成为当前研究的重点。论文以激光-电磁推进器中的纳米改性工质为研究对象,从提高工质对激光的吸收率、工质电离率和导热率的角度出发,综合利用理论分析和实验研究的方法,对激光-电磁推进器中纳米改性工质的烧蚀特性和推进性能进行了系统研究,主要包括:采用优化工艺制备改性工质,搭建烧蚀性能（烧蚀质量、靶坑形貌、烧蚀羽流）和推进性能（元冲量）测量实验台,在不同激光能量、掺杂物种类、掺杂比例条件下,测量激光烧蚀改性工质的烧蚀质量、元冲量,观测靶坑微观形貌,同时动态显示羽流运动过程。依据实验结果,获得改性工质的掺杂物种类、比例和激光能量对烧蚀特性和推进性能的影响规律,并探究其影响机制。研究结果表明:掺杂深色高导热率纳米粒子的PTFE改性工质可显著提高激光-电磁推进器的烧蚀性能;掺杂低电离能纳米粒子的PTFE改性工质对激光-电磁推进器推进性能的提升效果较好。研究获得的主要结论如下:（1）随脉宽增大,工质吸收的激光能量增大,故烧蚀质量增多。工质改性能够明显提高烧蚀质量,且在较大掺杂比范围内,对于不同掺杂物种类的改性工质,随掺杂比增加,工质烧蚀质量整体呈现出“增加-稳定-减少”的变化趋势,而具体的变化情况与掺杂物的物性有关。（2）激光烧蚀改性工质的面积和深度随激光脉宽的增大而增大。烧蚀坑的烧蚀面积和烧蚀深度随脉宽和掺杂比的变化能很好地解释相应烧蚀质量的变化。某些改性工质在一定激光能量和掺杂比条件下的烧蚀坑周围存在凝结环,该现象显著降低了改性工质对激光能量的利用率。（3）对于烧蚀羽流明显的改性工质,随脉宽增加,工质吸收的激光能量越多,因此,工质烧蚀量越大,烧蚀羽流越多,脉冲结束时刻羽流锋面位置越远,羽流影响区域越大。随着掺杂物掺杂比的增加,改性工质烧蚀羽流亮度越大,羽流锋面位置越远,羽流运动速度越大。等离子体仅在激光脉冲时间内产生,且随脉冲结束而消失,烧蚀羽流长度和宽度皆随时间增加,羽流的运动速度随时间先增加后减小。等离子体仅在激光束路径中产生,在距工质更近的位置其亮度更大。但掺杂Ti O2或KCl的改性工质由于烧蚀质量较小,未能产生明显的烧蚀羽流。（4）对于不同种类的改性工质,元冲量随脉宽的增大而增大,但由于烧蚀质量随脉宽增大的速度更快,脉宽1ms对应的比冲最高。受推进器功率限制,改性工质的烧蚀产物未能充分电离、加速,故绝大多数改性工质的比冲较小。其中,掺杂KCl的工质因为烧蚀质量小且电离度高,所以比冲最大。