本论文利用法拉第效应，对超短激光脉冲同等离子体相互作用中产生的轴向磁场进行了首次测量，填补了国际上在此领域的研究空白。实验发现，A1飞秒激光等离子体背向散射光偏振面相对于入射激光的偏振面发生了2°的偏转，对应的平均磁场达兆高斯量级。在本实验中，轴向磁场主要由等离子体流体效应产生，有质动力激发的轴向磁场分量较小。按J．Briand的理论，轴向磁场呈指数空间分布，强度最大可达1.7GM。轴向磁场在等离子体中对应的环形电流密度为百MA/cm²量级。在使用磁介质测量大尺度环形自生磁场的实验中，没有观察到样品的磁化，其原因可能是超短激光脉冲与等离子体作用中激发的磁场寿命小于磁介质的弛豫时间。 使用飞秒激光探针（2ω），对超短激光脉冲与固体靶相互作用产生的等离子体进行了光学诊断，这在国内尚属首次。选用等光程的Normaski偏振干涉仪，测得了不同时刻的等离子体阴影图和干涉图。由Abel反演，得到等离子体的电子密度和折射率时空分布。实验观察到了成丝不稳定性的证据，成丝不稳定性可以激发或增强其它不稳定性和非线性效应，这些不稳定性导致等离子体内部局域密度分布的极端不均匀性。实验还观察到了等离子体的横向箍缩效应，大尺度自生磁场对等离子体的挤压，影响了等离子体的横向膨胀。飞秒激光等离子体纵向膨胀呈（t）^1/2变化规律。采用自相似解法，计算了飞秒激光等离子体电子密度时空分布。