近年来随着激光技术的超快发展和日趋成熟，超强超短激光脉冲系统在世界范围内的实验室中广泛建立，并在一定程度上实现了商业化。目前，激光脉冲的峰值功率已经达到拍瓦量级，激光脉冲的时域脉宽已经达到周期量级，这为强场激光物理研究提供了前所未有的实验条件，造就了进入新世纪以来强激光与物质相互作用研究的大发展，一些传统微扰理论所无法解释的极端非线性物理现象相继出现，例如:阈上电离、高次谐波及阿秒脉冲等。利用光学参量放大等激光技术可以将钛宝石激光器输出的激光脉冲转化到中红外波段，中红外驱动激光不仅可以提高高次谐波辐射的截止光子能量，还可应用于固体中电子超快动力学的研究。拍瓦量级激光脉冲更是将强场激光物理推进到相对论机制下，使人类可以在实验室中研究激光聚变快点火、天体物理、新型加速器等。　　本论文瞄准飞秒激光脉冲与气体相互作用产生高次谐波过程的研究热点，重点研究了驱动激发态介质产生增强高次谐波、中红外激光驱动高次谐波过程中电子多次散射效应和H2分子原子核运动导致的谐波光谱展宽。主要研究内容及成果包括以下几个方面:　　1实验上利用泵浦探测机制实现驱动激发态气体介质产生增强高次谐波，椭圆偏振泵浦光激发产生基态与激发态相干叠加态，探测光驱动该预制备激发态介质产生高次谐波。通过控制泵浦光与探测光的相对时间延迟，观察到一个寿命在几十皮秒左右的谐波信号增强平台区，与驱动没有预激发的基态介质产生的高次谐波相比谐波强度被增强大约一个数量级。同时发现可以通过一定程度上增强泵浦光强度来增加激发态原子的布居数，进而逐步增强谐波强度。通过数值计算激光驱动相干叠加态体系的含时薛定谔方程的结果可以很好的解释该增强现象。最后，讨论了利用高次谐波信号进行气体等离子体中电子与原子碰撞探测的可能。　　2理论上研究中红外激光驱动高次谐波产生过程中电子多次散射效应。半经典模型分析电子轨道给出一个清晰的物理图像。同时配合对含时薛定谔方程计算所得的偶极矩加速度进行时频分析，发现电子多次散射随着驱动激光波长的增加贡献越来越大。强场近似下量化计算电子第一次散射辐射的高次谐波与电子多次散射辐射的高次谐波强度比值证明了上述结论。　　3实验上研究分子高次谐波产生过程中的核运动效应。H2分子高次谐波与其它具有质量较重原子核的分子产生的高次谐波光谱相比出现明显展宽。对比三种电离势相似的气体介质(H2，N2，Ar)产生的谐波强度发现H2分子高次谐波强度明显比较低。驱动激光诱导的H原子核运动会导致H2分子高次谐波强度的抑制与光谱的展宽。非波恩-奥本海默近似下含时薛定谔方程数值模拟给实验结果一个很好的理论支持。