一方面，本文利用单气泡声致发光模型，即考虑气泡内两种气体（惰性气体和水蒸气）之间的热扩散及质量扩散、气泡壁处水蒸气的蒸发和凝结、气泡内气体与周围水的热交换、气泡内的化学反应和电离过程，以气泡动力学方程为边界条件利用数值方法求解气泡内气体的动力学方程组，得到气泡内的温度、压强和密度，再结合电子-中性原子和电子-离子的轫致辐射、电子对原子或分子的附着辐射、复合辐射及Na原子、Ar原子、O+2离子和OH基310nm的线谱辐射等发光机制，从而计算得到气泡发光时的光谱及光脉冲。研究了不同的气泡动力学方程对发光特性的影响、线谱辐射在不同温度和压强下对气泡发光光谱的贡献以及气泡发光时其内的异常电离现象。研究发现，气泡声致发光越强，气泡内温度和压强越高，发光光谱中线谱越不明显，而出现线谱意味着气泡内温度较低。不同的气泡动力学方程对发光特性影响很大，但对光脉冲宽度影响较小，计算得到的Ar气泡和He气泡的光脉冲宽度与实验数据相比都太窄，改进气泡动力学方程或气体状态方程等尝试，都不能使计算结果得到明显改善。根据Putterman实验的启示，我们假设高温高压下气体分子的电离能有大幅度下降，在这个假设下，计算发现大幅降低气体分子的电离能，可以使温度不高的发光气泡内电离度显著增加，同时计算得到的发光光谱及光脉冲都可以很好地与实验吻合，这似乎预示着气泡内存在异常电离现象，但使气泡内气体分子电离能大幅下降的物理机理目前还不清楚。另一方面，多气泡空化既是非线性问题又是多体问题，理论上处理很困难，本文利用相对简化的气泡链模型，从形状不稳定性、扩散平衡不稳定性及位移不稳定性三方面研究了多气泡的不稳定性。研究发现，气泡之间的相互作用力（即第二Bjerknes力）是空化多气泡形成各种稳定结构的原因，对于气泡链，当驱动声压频率f给定，不管气泡链在水中或是磷酸中，气泡间距d总是存在一个特殊的值（大概1mm左右）使气泡链最稳定，与实验观察到的气泡间距较吻合。