我们研究了飞秒激光脉冲在不同聚焦参数下在透明介质体内诱导的等离子体成丝和对介质的破坏,并且研究了飞秒激光与透明介质及等离子体之间的非线性作用对飞秒激光传输行为的影响;研究了飞秒激光脉冲在石英玻璃和硅表面的微刻蚀;研究了石英玻璃的光损伤阈值与超短脉冲激光脉宽的关系.具体内容如下:1.从实验上系统地研究了强飞秒激光在石英玻璃体内的非线性传输和成丝.发现了在一定的聚焦参数和入射能量的情况下飞秒激光脉冲在石英玻璃体内传输时呈现再聚焦的现象.研究了在飞秒脉冲在传输过程中等离子体丝对激光本身的作用包括对脉冲形状,光谱及横向能流分布的影响,观察到了在成丝过程中超短脉冲光谱及横向能流的演化过程,以及脉冲在石英玻璃体内的无发散地长距离的传输.理论上分别用变分的方法和数值模拟的方法对描述激光脉冲传输的非线性薛定鄂方程进行求解,成功地解释了超短激不脉冲在石英玻璃中传输时的再聚焦现象以及产生的具有多点结构的等离子体丝.通过数值结果的分析,给出了强飞秒激光脉冲在石英玻璃体内传输的动力学模型.并详细讨论和分析了在传输过程中脉冲时域的形变、压缩,发现了这种脉冲时域的压缩是导致非线性传输时再聚焦的直接原因.2.研究在100fs到10ps的范围内激光脉冲宽度与石英玻璃的损伤阈值得关系.第一次从实验上完整的给出了激光的击穿阈值与激光脉冲宽度的关系,发现石英玻璃的阈值不仅与激光脉冲的脉宽有关,而且与聚焦参数有密切关系.这一点恰好解释了以往国际上各个小组在研究光击穿阈值与脉宽关系的不同的实验结果.3.对紧聚焦条件下的飞秒激光透明介质表面的破坏的形貌进行了分析.发现了在空气中直接聚焦在石英玻璃后表面进行刻蚀,相比在前表面刻蚀而言,可以得到非常平整,干净和较高精度的破坏区域.因此我们提出一种新的可以在空气中刻蚀却可以得到很好的刻蚀质量的刻蚀方法.此外我们还对飞秒激光脉冲在硅表面的刻蚀的形貌进行了分析.