在国防及其它方面的科学研究中，我们需要利用直线感应加速器产生的强流脉冲电子束与靶作用，产生的强X射线。X光焦斑大小是X光装置的重要指标之一。数kA的电子束在聚焦磁场的作用下，在靶面生成直径为mm量级的焦斑，打靶时靶面会产生回流粒子，其中的正离子在束流空间电荷场作用下被引出回流，可能影响到束流聚焦，从而影响X光焦斑指标。这是当前国际上目前比较关注的回流离子问题。 要研究回流离子问题，就需要知道当前国内外回流离子问题的研究现状，了解关于回流离子问题的主要理论观点和关于回流离子的典型实验，分析其目前所取得的成果与遇到的问题。在实验研究工作的基础上，通过数据处理和信息融合的方法对回流离子的特征进行诊断研究，这也是本论文所基于的国家自然科学基金委员会-中国工程物理研究院联合基金资助项目(10576032)所要研究的内容。 本论文的工作主要体现在以下几个方面： 1．在分析回流离子基本物理特性的基础上，设计了三种针对该基金合作单位的20MeV的直线感应加速器上的实验方法来诊断回流离子的特征，它们分别是激光干涉法、法拉第筒法、固体径迹法。 2．分析这三种实验的原理特点，采用数据融合的方法建立了一个关于回流离子密度的时间与空间分布的数学模型，并对该模型进行了优缺点与误差分析。 3．初步开展了上述三种实验的具体实验工作，对实验所获得的实验数据，根据它们各自的特点进行了预处理。 4．基于预处理后的实验数据，采用前面建立的数学模型推导出回流离子的特征分布。若某种实验方法没有得到理想的实验数据，需要对融合方式进行调整，直至获得比较合理的结果。