中文摘要：

进行超短超强激光等离子体相互作用物理研究，特别是其中的相对论效应和量子电动力学效应，提出利用相对论激光和薄膜靶相互作用产生高密度正电子，得到国际广泛关注，并得到实验验证，提出增强激光强度的新方法，有望逼近施温格极限电场。深入进行激光等离子体相互作用加速电子和离子的研究，国际上首先提出光压整体加速薄膜靶，并首先成功解释整体加速的微观物理机制。这一加速机制已得到实验证实，并已成为最重要的激光加速离子机制。提出空泡机制加速质子，可使质子能量超过百吉电子伏特。进行电子加速实验研究，得到国际最高电子能量。进行惯性约束聚变快点火方案中激光等离子体基础理论研究，提出光压约束激光聚变方案、在约束燃料核外利用系列激波形成高密度点火热斑再送入约束燃料核的惯性约束聚变点火新方案等，并翻译出版惯性聚变物理专著。

结论摘要：

在强场激光（这里主要是指激光强度超过10^18W/cm^2的相对论激光）作用下，物质被迅速电离成等离子体，因此强场激光和物质相互作用主要是强场激光和等离子体相互作用。这一领域的研究，除开强场激光等离子体相互作用的基础物理外，目前国际上的研究热点包括激光电子加速、激光离子加速、X光和伽玛光辐射，以及强激光在惯性约束聚变快点火方案中的应用等。以后随着激光强度的进一步增强，等离子体中QED效应也将变得重要。本项目针对这些重要研究方向，进行若干基础研究。在离子加速方面，进行了高对比度激光驱动离子加速实验研究、800nm激光驱动的冲击波加速研究和利用激光驱动产生的高能质子束进行了成像实验，进行激光驱动离子加速理论研究，包括三个级联方案的研究；在激光驱动电子加速方面，合作实验中获得稳定能量可调的低绝对能散的电子束，研究了100TW激光脉冲与2%倍临界密度的等离子体相互作用获得了电荷量超过20nC的高能电子束，理论上研究了啁啾激光脉冲驱动尾波场和co2激光驱动尾场；理论上研究了质子束驱动的质子和正电子加速；在激光等离子体相互作用的近QED区域揭示了一种辐射反作用力捕获电子的新效应；目前的强场激光物理主要利用与超强激光的高能量密度和高动量密度，但超强激光还有可能包含高角动量密度，项目在相对论涡旋激光的角动量效应方面进行了开拓性研究。