Die vorliegende wissenschaftliche Arbeit befasst sich mit der Erzeugung von Protonenstrahlen durch Hochintensitätslaser. Aktuelle Hochleistungslaser können sehr kurze Laserpulse mit Intensitäten bis zu 10^21 W/cm^2 erzeugen. Wenn diese auf dünne Metallfolien fokussiert werden, bilden sich auf der Folienrückseite Feldgradienten in der Größenordnung von TV/m aus, die eine Beschleunigung von Protonen bis zu mehreren MeV ermöglichen. Die Strahlen weisen ein exponentielles Spektrum mit bis zu 10^13 Teilchen auf. Dieser Prozess der sogenannten Target Normal Sheath Acceleration (TNSA) beschleunigt Protonenstrahlen, die in manchen Strahleigenschaften konventionelle Protonenquellen übertreffen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Messtechnik entwickelt, die es ermöglicht, mit Hilfe von Strahlabbildungen in radiochromischen Filmen (radiochromic film imaging spectroscopy -- RIS) den gesamten laserbeschleunigten Protonenstrahl zu rekonstruieren. RIS charakterisiert den Protonenstrahl in Bezug auf reale und virtuelle Quellgröße, Öffnungswinkel und Mikro-Divergenz, normalisierte transversale Emittanz, Phasenraum und Energieverteilung. Hierfür wurden besondere Goldfolien mit einer rückseitigen, Mikrometer großen Linienstruktur hergestellt. Als hochauflösenden Protonendetektor wurden kalibrierte GafChromic radiochromische Dosimetriefilme in Stapelanordnung verwendet, die eine räumliche und spektrale Auflösung ermöglichen. Da die Expansion des Protonenstrahls einer Plasmaexpansion mit begleitenden Elektronen entspricht, wurde eine Elektronenspektrometer entwickelt, gebaut und getestet, um den niederenergetischen Teil des Elektronenspektrums zu vermessen, der mit dem Energiebereich des Protonenstrahls assoziiert wird. In positiv geladenen Teilchenstrahlen mit hoher Teilchendichte tragen Elektronen wesentlich zur Ladungsneutralisation bei und minimieren Raumladungseffekte. Erste experimentelle Ergebnisse zeigen ein Elektronenspektrum, das nicht die erwartete exponentielle Form aufweist, sondern eine spitze Verteilung um eine mittlere Energie. Es ist nicht an die Protonenverteilung gekoppelt, was demnach eher einer adiabatischen Expansion der Elektronen um den Protonenstrahl entspricht und nicht einer erwarteten Expansion von mitfliegenden Elektronen (v_e = v_p) mit exponentieller Energieverteilung. Am VULCAN Petawatt Lasersystem wurden zwei Experimente durchgeführt, deren Ziel die dynamisch Kontrolle und Verbesserung der Protonenbeschleunigung durch Benutzung von mehreren Laserpulsen und defokussiertem Laserlicht war. Mit einem langen Laserpuls niedriger Intensität (10^12 W/cm^2) wurde auf der Folienvorderseite vor dem Erreichen des Hauptpulses (ns) ein Vorplasma erzeugt. Bei einer optimalen Vorplasma-Skalenlänge von 60 Mikrometer konnte eine Erhöhung der maximalen Protonenenergie (bis zu 25%) und des Protonenflusses (Faktor 3), sowie eine Verbesserung des Strahlprofils beobachtet werden. Die Ergebnisse der zweiten Kampagne führten auch zu einer signifikanten Erhöhung des Protonenflusses. Hier wurde der intensive Laserpuls auf die Folienvorderseite defokussiert. Laserpulse mit niedriger Intensität und einem größeren Fokus in Kombination mit dünneren Targetfolien ermöglicht eine effizientere Erzeugung von Protonenstrahlen wie bei Verwendung von Standardparametern. Ein Optimum wurde erreicht für Foliendicken von 2 Mikrometer, einer Intensität von 10^19 W/cm^2 und einem Fokusdurchmesser von 60 Mikrometer. Im Experiment konnten Laser- zu Protonenenergie Konversionseffizienzen von bis zu 7.8% gemessen werden (vorher 2.2%), die den bis jetzt am höchsten gemessenen Werten entsprechen. Desweiteren führte RIS zu einem tieferen Verständnis des Optimierungsprozesses und der gemessenen Protonenparametern. Im Rahmen dieser Arbeit wurden am TRIDENT Lasersystem zwei weitere Experimente durchgeführt, in denen gezeigt werden konnte, dass diese Protonenstrahlen mit ihren hohen Teilchenzahlen und kurzen Pulsdauern für die Erzeugung von isochor-geheizten, extremen Materiezuständen sehr gut geeignet sind. Neben der direkten Manipulation von Protonenstrahlparametern während der eigentlichen Erzeugung lag das Hauptaugenmerk dieser Arbeit auf dem Einfangen, der Kontrolle und dem Transport von laserbeschleunigten Protonenstrahlen mit Hilfe eines Solenoiden. Die Arbeitsgruppe Laser- und Plasmaphysik der Technischen Universität Darmstadt hat die Entwicklung eines Teststands zum Transport, zur Fokussierung und zur Phasenrotation dieser Strahlen mit konventionellen Ionenoptiken und RF Technologien angestoßen. In Zusammenarbeit mit der Beschleunigerabteilung des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung wird die mögliche Injektion in einen Nachbeschleuniger untersucht. Diesem Projekt untergeordnet wurde am PHELIX System ein Experiment zum Einfang laserbeschleunigter Protonenstrahlen durchgeführt. Im Vergleich zu früheren Experimenten mit permanenten Quadupolen konnte eine deutliche Verbesserung der Protonentransmission durch den Solenoiden ohne Verlust der Strahlqualität erzielt werden. Mit einer Feldstärke von 7.5 T konnte erstmals ein Protonenstrahl bei einer Energie > 10 MeV kollimiert werden. Zusätzlich wurde im Fokussiermodus bei einem Abstand von 40 cm von der Quelle eine Protonenflusserhöhung von bis zu einem Faktor von 174 erreicht im Vergleich zu einem Strahl ohne Benutzung des Magnetfeldes. Für eine quantitative Analyse des Experiments wurden numerische Simulationen mit dem WarpRZ Code durchgeführt. Im Rahmen dieser Arbeit konnte der Code, der eigentlich für Studien von Ionenstrahlen hoher Teilchendichten und zur Forschung auf dem Gebiet der Schwerionen getriebenen Trägheitsfusion verwendet wird, modifiziert werden, so dass nun laserbeschleunigte Protonen als Teilchenquelle eingebunden werden können. Zusätzlich werden alle energieabhängigen Strahlparameter miteinbezogen, die mit RIS experimentell bestimmt wurden. Die Kriterien, die im Rahmen von Plasmaphysik Simulationen berücksichtigt werden müssen, wurden im Detail untersucht, und eine exakte Kopie des Experimentaufbaus beschreibt im Code die geometrischen Randbedingungen. Bei Vergleich mit den experimentellen Ergebnissen zeigt sich eine sehr genaue übereinstimmung mit dem simulierten Filmstapel. Die Raumladungseffekte der eingebundenen Elektronen konnten klar herausgearbeitet werden und haben einen maßgeblichen Einfluss auf die Protonenstrahlpropagation. 2.99exp+9 kollimierte Protonen in einem Energiebereich von 13.5+-1 MeV (Delta E/E = 7%) konnten mit diesem Aufbau über eine Strecke von 40 cm transportiert werden. Desweiteren wurden 8.42exp+9 Protonen in einem Energiebereich von 6.7+-0.2 MeV (Delta E/E = 3%) auf einen Fleck mit einem Durchmesser von <2 mm fokussiert. Die erzielte Transmission durch den Solenoiden beträgt für beide Fälle 18%. Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Experimente und Simulationen sind die Basis für die Realisierung des Teststand Projektes zur Einkopplung laserbeschleunigter Protonenstrahlen in konventionelle Beschleunigerstrukturen. Darüber hinaus ermöglicht der entwickelte Simulationscode zukünftige Parameterstudien bevor ein Experiment durchgeführt wird, um somit die Strahlparameter für weitere Anwendung direkt anpassen zu können.