阿秒脉冲的出现和相关实验技术的进步使操纵和追踪原子、分子和纳米结构中的超快电子动力学过程成为了可能,也标志着阿秒物理学的诞生。当前阿秒科学的核心问题是脉宽更短,强度更高的孤立阿秒脉冲的产生。因此,理论上探索产生强且短的孤立阿秒脉冲的新方法是本文的目的之一。另外,当前用于产生孤立阿秒脉冲的激光脉冲多为周期量级的驱动脉冲,这极大地限制了大多数实验室加入阿秒俱乐部。因此探索利用多周期驱动脉冲产生孤立阿秒脉冲的新方法也是本文的目的之一。针对以上问题,本文开展了以下几个方面的工作：(1)研究了在多周期ω+3ω/2双色场驱动下宽带水窗超连续谱的产生。发现该双色场可以同时控制高次谐波产生的电离和加速过程,从而产生宽带水窗超连续谱。(2)研究了在周期量级双色场和垂直方向上的控制脉冲共同驱动下宽带水窗超连续谱的产生。发现在周期量级双色场控制高次谐波产生的电离和加速过程的基础上,适当增加一个垂直方向上的控制场可以有效地控制高次谐波产生过程中再结合过程,从而实现对高次谐波产生的电离、加速和再结合过程的同时控制。最终导致了宽带水窗超连续谱和孤立阿秒脉冲的产生。(3)提出了周期量级双色场和27次谐波脉冲共同驱动一价氦离子产生宽带超连续谱的新方法。发现27次谐波脉冲可以通过增强氦离子的电离来增强超连续谱的强度,从而导致了强的孤立阿秒脉冲的产生。(4)研究了极性分子产生高次谐波和阿秒脉冲的特性。发现只有在激光电场强度较小时,极性分子具有的电离不对称特性才能较好地发挥作用。另外,我们也研究了极性分子在周期量级驱动脉冲和太赫兹场共同作用下宽带超连续谱的产生。发现太赫兹场可以显著地增大最大和次最大光子的能量差,从而产生宽带水窗超连续谱。(5)研究了宏观传播效应对啁啾和啁啾自由的多周期双色场产生的超连续谱的影响。发现利用长、短轨道在气体介质中相位匹配条件的不同,可以有效地抑制长轨道对高次谐波谱的贡献。此外,我们还把该方案拓展到了预先激发的气体介质中。发现只有较小的激发态布居(例如4%)才可以产生相位匹配好的宏观宽带超连续谱和强的孤立阿秒脉冲。(6)提出了利用弱的400nm周期量级激光脉冲的电离增强效应产生宽带超连续谱的新方法。发现400nm周期量级的控制脉冲可以通过电离增强将电子电离限制半个光周期内,这不仅可以导致平台区宽带超连续谱的产生,还可以使谐波的辐射效率提高2-3个数量级。该方法对多周期驱动脉冲也是适用的。另外,我们还研究了近场空间过滤对阿秒脉冲远场空时分布的影响。(7)开展了利用调制的一般偏振门产生宽带超连续谱的研究。发现该方案可以同时控制高次谐波产生的电离、加速和再结合过程,从而产生带宽极宽的水窗超连续谱。而且该方案也适用于脉宽较长的驱动脉冲。(8)研究了宏观传播效应对调制的啁啾偏振门产生宽带超连续谱的影响。发现传播后,调制的啁啾偏振门产生的单原子超连续谱上的调制可以被消除,从而产生了一个平滑的宏观超连续谱。该方案对于脉宽较长的驱动脉冲也是适用的。(9)提出了利用周期量级线偏振的激光脉冲驱动导向的CO气体介质产生椭圆偏振孤立阿秒脉冲的新方法。发现适当导向的CO分子可以产生大椭圆偏振的超连续谱。进一步分析表明CO分子最高占有轨道的不对称结构对大椭圆谐波的产生起到了决定性的作用。对该超连续谱进行滤波,就可以产生椭圆偏振的孤立阿秒脉冲。