1979年，研究者提出基于相对论强激光与等离子体相互作用的激光尾波场加速机制，获得了广泛关注。激光加速可以用来加速粒子从而获得高品质的粒子束源，在惯性约束聚变、自由电子激光、高能射线以及高能物理等领域都具有非常重要的应用价值和重大的科学意义。随着超强超短激光技术的发展，激光等离子体加速已经成为获得高品质粒子束的主要加速方式之一。相对于传统的射频加速（加速电场为10～50兆伏/米），激光等离子体加速的加速电场大于100吉伏/米，比传统的射频加速高出3个数量级以上。

当一束超强超短激光脉冲在低密度等离子体中传播时，激光的有质动力会对等离子体中的电子密度分布产生很大的扰动，在其经过的区域会激发等离子体尾波场，类似于船在水面上行驶时留下的尾波。由于激光的有质动力将电子向前和向两边排开，而质量较重的离子往往来不及对激光做出响应，可以认为离子不动，从而形成一个以正电荷为背景的空腔区域，在这个区域内正负电荷分离所形成的电荷分离场反过来阻止有质动力推动电子，在尾波场形成一个等离子体空泡。被分离的电子在有质动力和电荷分离场的共同作用下不停地前后振荡，从而形成了等离子体波。在激光的传播过程中，激光前沿一直发生这个过程，从而等离子体尾波场在激光尾部逐渐建立起来。随着空泡壁上电子密度的不断增加，电子会被注入空泡并在其中被加速，最后获得高单能电子束输出。

随着激光技术的不断发展，激光加速在2004年获得了突破性的进展，《自然》（Nature）杂志报道了法国、美国以及英国的3个实验室获得的较高能量电子束的加速成果。随后世界各国均展开了深入的研究，使激光加速进入了全面发展时期。2014年，来自美国劳伦斯伯克利国家实验室（Lawrence Berkeley National Laboratory; LBNL）的研究小组利用9厘米充气放电毛细管加速获得了4.25吉电子伏特的高能量电子束。

中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室是国际上激光加速研究领域的重要组成部分，该室在激光等离子体加速方面取得许多突破性进展。2011年，利用两级级联激光尾波场加速方案获得了近吉电子伏特的准单能电子束输出。在国际上首次验证了级联加速方案的可行性，掀开了激光级联加速的新篇章。随后，在2013年，首次利用基于密度梯度注入的级联加速方案获得了峰值能量1.3吉电子伏特的高准单能的电子束输出。2016年，利用百太瓦级激光系统，采用级联加速方案获得了高品质、高亮度的高单能电子束的稳定输出。电子束亮度接近传统加速产生的电子束亮度，是国际上取得的较好结果。同时，在基于激光加速机制的高能射线产生方面也取得了突破性的成果，2016年，利用级联加速的电子束进行逆康普顿散射，实现了超快超亮准单色的高能量γ射线源台式化。同时，在激光加速的理论方面，也同样取得了重大进展，不仅从理论上实现了三级级联加速的可行性，也提出了利用激光加速方法改善电子束品质的方案，为激光等离子体加速的进一步发展奠定了基础。

基于相对论强激光的等离子体加速研究方兴未艾，随着激光技术的进一步发展，拍瓦级的超短脉冲激光会给激光加速带来突破性的进展，进一步拓展激光加速在基础科学研究以及工业医疗等领域的应用价值。