随着激光技术的快速发展，强场下真空中正负粒子产生过程，也就是“光转化为物质”这一课题，逐渐成为一个热点话题。本论文借助于理论解析和数值模拟，以进一步了解该课题的物理机制为目的，研究了不同外场下真空中的粒子对产生过程，并对不同模型在机制、效率和参数效应等各个方面进行了详细阐述。本文可分为以下三个部分。　　第一部分（第一章）首先介绍了本课题的当前背景和发展现状，然后详细介绍了本文中所使用的理论方法。在方法介绍中，首先给出了只考虑电场的一维模型求解过程，再将其扩展到同时包含电场和磁场的三维模型，最后又将模型简化至准二维。另外还讨论了标势规范和矢势规范之间的等价性，以及总哈密顿量的本征态求解过程。除了本文其他章节中给出的具体例子以外，该种方法同样适用于其他模型下正负粒子产生过程求解。　　第二部分（第二章到第五章）以一维模型为基础讨论了粒子在特定场下的产生过程。在第二章中，基于已得到的费米子结果，给出了相应的玻色子结果以及两者之间的对比，其结论符合泡利不相容原理。第三章介绍了双阶梯次临界场模型下电子对产生过程的模拟计算，发现在一定条件下对于空间局域且不交叠的场，组合后仍然能使系统变为超临界并且持续地产生正负电子对。另外，还将所得结果与由散射过程得到的解析结果进行对比以验证该结论。第四章中对高频弱场和稳恒强场组合下的粒子产生增强效应进行了详细讨论，并对该种模型下主要参数对应粒子数产生的调制关系及其内部物理过程进行了分析。为了验证模拟结果的正确性，将所得结果与含时微扰以及二能级近似的解析方法进行了符合。在一维系统中，还研究了随时间变化势阱场下的量子干涉效应和束缚态上跃迁效应。发现在超临界情况下，势阱两端持续产生的粒子之间会发生量子干涉效应，通过改变参数可以实现对粒子产生数的调控;而在一定条件下，在粒子跃迁的过程中，可以观察到有瞬时束缚态参与的粒子产生过程。　　第三部分（第六章）利用准二维模型研究了局域化且相互垂直的稳恒电磁场中粒子产生过程，以及磁场在其中的抑制效应，并以磁场和电场宽度为主要参数分别进行了分析。对于宽度相等的情况，磁场的存在对粒子对产生起到抑制的作用，并可通过洛伦兹变换来解释;对于宽度不相同的情况，系统的临界条件由正负能级交叠点来划分。除此之外，还对系统中离散态引发的粒子数改变效应进行了分析。