超快激光技术的发展,使光与物质的相互作用进入全新的阶段。在超短强激光场中,原子分子表现出一系列新颖的超快动力学现象,如阈上电离、非顺序双电离、高次谐波辐射等。这些新现象为原子分子超快动力学成像、电子-电子关联效应等基础物理研究提供了新途径,并且为阿秒(1阿秒=10-18秒)脉冲光源制备提供了切实可行的方案。目前,人类已经可以对原子分子中的电子动力学过程进行阿秒时间量级的测量和控制,从而形成了一门新的学科：阿秒物理学。电离是原子分子在强激光场中的基本过程,是理解复杂原子分子超快现象的基础。在线偏振激光场中,强场电离研究己经取得了许多重要成果,新的实验现象不断被发现,新的物理机制相继被提出。而在椭圆偏振激光场中,由于非零横向电场的引入,原子分子的强场电离表现出更丰富的动力学特征,成为目前实验和理论研究的热点。在本论文中,我们实验研究了不同参数的激光场(如偏振状态、脉冲宽度、脉冲啁啾等)中原子的阂上电离和非顺序双电离。主要工作和创新性成果如下：1.氩、氪、氙等原子在椭圆偏振激光场中的高阶阈上电离。我们发现,随着椭偏率的增大,光电子能谱中平台部分不同区域的电子产量下降幅度不同。基于量子轨道理论的分析表明,平台结构随椭偏率变化的物理根源是电子再碰撞轨道对椭偏率的依赖。我们的研究表明,随着椭偏率的增大,多次返回再碰撞轨道在高阶阈上电离中占越来越重要的地位。2.氩原子在多周期和少周期椭圆偏振激光脉冲中的非顺序双电离。我们发现相比多周期脉冲,在少周期脉冲中二价离子产量与一价离子产量的比值随椭偏率下降更快。我们认为在少周期脉冲中多次返回再碰撞被抑制是导致实验现象的原因。基于再碰撞模型,我们研究了电子再碰撞轨道对椭偏率的依赖关系,发现这种依赖关系与隧穿电子的横向初始动量分布有关。3.椭圆偏振激光场中的原子隧穿电离。我们实验发现在Keldysh系数γ≈1时,原子的单电离产量随椭偏率单调下降,并且光强越低下降越剧烈。基于准静态近似的ADK理论和包含非绝热效应的散射矩阵理论都能够定性的重复实验现象。而定量来看,散射矩阵理论的模拟与实验符合更好。我们的研究表明在γ≈1时,非绝热效应在隧穿电离过程中扮演着重要角色。4.飞秒啁啾脉冲中氙原子的阈上电离。我们首次在实验上发现了Freeman共振精细结构对激光脉冲的啁啾有明显的依赖关系：在正啁啾脉冲中,共振结构的能量较高；而在负啁啾脉冲中,共振结构的能量较低。我们的研究支持了Freeman共振来源于一个多光子共振激发加随后电离的两步过程,而与共振激发并同时电离的一步过程相违背。