为了增强相对论飞秒激光与固体靶相互作用下太赫兹波的产生，提出了前端锥形开口的纳米丝靶结构，并通过胞中粒子法(Particle-In-Cell)数值模拟，研究了该结构对太赫兹波产生的影响，还与普通结构的纳米丝靶所产生的太赫兹波结果进行了对比。结果显示，前端锥形开口的纳米丝靶结构能够明显增强太赫兹波的产生，在探测点位置得到了比普通纳米丝靶中的太赫兹波电场强3倍的结果。最后详细分析了不同靶型结构影响太赫兹波产生的物理因素，发现不同靶型结构通过影响入射激光的吸收与反射，进而影响靶后超热电子的能量与数目。上述研究结果将有助于推动强场太赫兹波领域的发展，为实验研究提供方案和数据支撑。

激光驱动气库材料可用于实现准等熵压缩，为了预估样品靶前表面的峰值压力及分析样品靶前表面压力随时间变化曲线，建立了一个简化的理论模型用于描述这一物理过程。激光入射在气库材料上产生冲击波，冲击波到达气库材料背表面卸载使其成为等离子体，进而在真空中自由膨胀。在膨胀的过程中，等离子体密度、温度不断降低，并堆积在样品前端使样品表面的温度、压力缓慢上升，实现准等熵压缩。将气库材料近似为多方气体，对其进行分层处理，求解得到每一层等离子体自由膨胀的解析解，进而编写程序计算多层等离子体堆积在样品前端压力随时间变化曲线。与实验上获得样品自由面粒子速度后用背积分方法获得的样品前端压力随时间变化曲线进行对比，较为吻合，表明这种模型可以用于预估样品前端压力。

利用经典分子动力学和第一性原理分子动力学，研究了氦在高压下的熔化曲线、状态方程和非金属-金属转变。得到了氦在温度小于4.5 eV、 密度0.3~5.0 g/cm3范围内的状态方程，并把氦的熔化曲线的压强范围拓展到了50 GPa。氦的能隙宽度曲线表明，温度大大降低了氦的金属化密度。

为了诊断测量激光驱动冲击波，研制了具有空间分辨力的成像型速度干涉仪。该干涉仪主要包括输入部分、像传递部分及干涉部分，探测光采用波长为532 nm的单纵模激光。 在靶位放置一分线板，经过测量，其空间分辨力小于10 μm。基于天光KrF准分子激光系统的参数，设计并自制含有烧蚀层的单台阶金属靶，利用成像型速度干涉仪测量到了金属铝靶内的冲击波速度。