激光尾场加速具有加速梯度大、尺寸小、造价低等优点,有望成为下一代粒子加速器。离化注入是实验上广泛采用的电子注入方案,具有操作简单、重复率高等优点。但是过长的注入距离导致输出电子束的能散较高。本文采用理论分析和数值模拟结合的方法,以离化注入为基础,旨在提高束流品质,降低电子束的能散。论文的主要内容分成以下三个部分:第一部分（第一章、第二章）首先介绍了激光技术发展历史和等离子体物理基础,指出激光尾场加速是激光等离子体相互作用物理的热门研究领域。其次介绍了激光尾场加速中的电子注入理论和常用的注入方案,包括空泡自注入、光学注入和离化注入。最后针对离化注入输出电子束能散高的缺点,介绍了几种现有的束流品质优化方案。第二部分（第三章）提出了利用正啁啾脉冲降低电子束能散的方案,该方案从激光整形角度降低了实验操作难度。研究表明,正啁啾脉冲在低密度等离子体中传输时存在压缩效应,激光脉宽缩短,峰值电场强度增大。这些效应抬高了尾场势函数最小值,降低了尾场势差,提前打破了电子俘获条件,缩短有效离化注入距离。模拟结果表明,该方案获得了一束能散仅有5.03%的准单能电子束。第三部分（第四章）提出了利用两级混合气体靶降低电子束能散的方案,从等离子体密度构型角度提高了束流品质。该方案中,预设纵向密度由高到低转换的混合气体靶,使离化注入仅在高密度区域发生,在低密度区域由于势函数最小值增大而停止。此外,该方案能将电子束纵向密度分布调制成双峰形状,这种密度分布的电子束具有平滑纵向加速电场的能力,使电子束能散不会因为加速距离的延长而增大。模拟结果表明,该方案获得了一束能散仅有5.11%的准单能电子束。