中子自上世纪30年代被查德维克(Chadwich)发现以来,由于其强穿透性及电中性的特点,已被广泛应用于材料缺陷的无损检测和活化分析等研究当中。在中子相关的基础研究和应用研究中,中子源一直是被广泛关注的研究方向。目前,通常用加速器和反应堆等产生的中子作为应用中子源,但这些中子源或过于庞大,或产生的中子脉冲宽度较长,限制了中子源的广泛应用。近年来,随着激光技术的发展,利用超短超强激光产生高产额、短脉宽的中子束成为广泛关注的研究方向。目前,利用超短超强激光产生中子源的主要途径有聚变反应和光核反应。其中,聚变核反应的方法一般是利用超强激光与薄靶作用产生高能离子,再将这些离子入射转换靶,发生束靶反应得到中子。这种方案如果需要提升中子产额需要对激光的对比度提出很高的要求。为了在低对比度的条件下产生高产额的激光中子源,人们提出了超强激光注入球壳靶的方案。模拟研究中发现将超短强激光注入氘壳靶后,激光的大部分能量沉积在类似黑体的球腔内,球壳中的氘离子在鞘场的作用下向内加速形成汇聚等离子体碰撞,在球腔的中心产生高温高密度区域。对于聚变核反应来说,提高离子的密度和选择合适的核反应温度会显著提高中子产额。本文利用粒子动力学程序对激光入射球壳靶的过程进行了模拟,得到了粒子密度分布、粒子温度、球腔内鞘场分布等信息,并且通过改变球壳靶的密度和激光强度这两个条件对球壳靶中离子聚心时间、离子聚心区域密度等信息进行分析,发现在较低激光功率密度条件下,聚心区域产生了强的电场结构,在自生电场的作用下,离子温度急剧上升,同时具有较高密度,可有效提升中子产额。同时,本文还阐述了柱腔靶电磁场结构产生实验。实验中将飞秒激光注入侧面开口的柱腔靶,产生汇聚等离子体碰撞形成高温高密度区域；同时利用皮秒激光轰击铜靶产生的质子束经过均匀网格后对高温高密度区域进行照相,利用辐射变色膜片采集经过电磁场影响的质子束图像,确认了柱腔靶中心等离子体聚集区域位置形成了自生电场。另一方面,对于利用光核反应产生中子源的方案,本文结合辐射流体动力学、粒子动力学和蒙特卡洛三种数值模拟方法,对拍瓦激光与铜靶作用产生光核中子的过程进行了研究。模拟获得了光核中子的产额、能谱和角分布信息,发现采用激光强度1022W/cm2,直径和厚度均为4cm的Cu圆柱靶,可以获得产额为1.2×108/J的光核中子；中子能量可以达到几十MeV,但占98%以上数量的中子能量集中在5MeV以下；计算表明中子的脉冲宽度主要取决于激光产生的高能电子在靶中的输运时间,对于20mm的Cu靶,中子束脉宽小于70ps。光核反应中子束短脉冲的特点可以有效地提升快中子共振成像的分辨率,提高探测精度。