只有几个光学周期宽度的超短激光脉冲可以广泛用于研究超快动力学对于不同的领域比如物理、化学、生物和材料科学。由于高的电离势,充有惰性气体的空芯光纤是获得高能量周期量级脉冲的常用方法基于自相位调制效应。然而,产生的周期量级脉冲的中心波长通常被限制在800纳米附近区域。另一种获得周期量级脉冲的方法是充有分子气体的空芯光纤压缩器。基于分子的相位调制,使用泵浦探测装置,我们能够得到频率可调谐的周期量级脉冲,其可作为调谐的源。本文主要研究了高能量周期量级脉冲的产生通过使用充有原子或分子气体的空芯光纤。主要的研究成果总结如下:1.我们理论研究了10毫焦、62飞秒、3.6微米激光脉冲的非线性压缩在充有氩气和1000微米内径的空芯光纤中。使用气压梯度,我们得到了高强度18.3飞秒(~1.5周期)的脉冲在3.6微米处并且仅通过二氟化钙晶体补偿压缩。此外,对于一给定的带宽,我们显示了最优光纤长度和耦合效率之间的关系。这些结果对设计和使用空芯光纤压缩高能量、长波长脉冲是有用的。2.我们理论调研了探测脉冲的中心波长调谐基于超快分子相位调制在充有氮气的空芯光纤中。使用一束高强度泵浦能量、增加气体压强、降低气体温度和使用双泵浦脉冲能够有效地加强波长调谐。在合适的泵浦参数下,实现几百个纳米波长调谐。这种方法给我们提供另外一种调谐超短激光脉冲中心波长的方式。3.我们理论显示了一种产生周期量级和频率调谐激光脉冲的压缩方法基于充有氮气的空芯光纤。分子相位调制能给予探测脉冲一个正或负的啁啾并且允许压缩脉冲有几十个纳米的波长调谐,其能被用为一可调谐的源。除了以上结果外,我们还比较了这两种产生周期量级脉冲的压缩方法,并且讨论了它们的优缺点。