人类一直在不断的探索着微观世界的物质结构和相关的运动规律。最近几十年以来，人们在超快激光领域的理论与实验方面都取得了重大研究进展。其中，外场中里德堡原子的电离动力学行为的研究对于非线性科学的发展具有重要的指导意义，同时它也是量子混沌相关研究的理论模型之一。基于半经典闭合轨道理论，本文通过对里德堡原子外电磁场中电离的分形动力学进行研究，揭示了里德堡原子体系的电离特点以及电离逃逸动力学性质的影响因素。　　本论文首先利用半经典方法研究了电场中氦里德堡原子在经典电离阈值以上的自电离现象。计算结果表明，里德堡氦原子在外加电磁场中的电离呈现出混沌特性，通过对电离电子逃逸时间图进行分析，发现在鞍点能之上都存在着混沌现象，并且其中蕴含着分形自相似结构。与此同时，随着标度能量的减小，自相似区域向大角度偏移。为了进一步研究电离中存在的自相似分形现象，拓展研究的方法，我们首次将分形动力学中分形维数的方法与里德堡原子外场中电离电子的逃逸动力学行为相结合，定量的分析了其中的分形动力学过程，发现分形维数敏感依赖于标度能量和磁场，且与自电离体系的混沌程度呈现出良好的对应关系。通过将研究对象推广到里德堡氢原子和里德堡锂原子，并对比分析不同里德堡原子在不同外场条件下的分形动力学行为，发现核散射对分形动力学的影响是除电场、磁场以外的另一个重要因素。　　本论文共有六章。主要围绕外场中里德堡原子的自电离开展相关研究工作，着重研究外场电离中的混沌现象以及电离机制中的分形动力学行为。本论文的主要内容以及结构如下：　　第一章为综述，简单对外场中原子分子电离的相关研究发展进行了介绍，以及半经典闭合轨道理论的提出和发展，我们选题的研究目的和研究意义。第二章是本论文的基本理论基础——包含实散射的闭合轨道理论，论述了光吸收的基本过程，以及相关波包的演化，并且介绍了模型势和标度变换律。第三章主要介绍了非线性动力学，包括混沌与分形相关的理论，给出了分形研究的计算方法。第四章计算了氦里德堡原子在外加电场的自电离，详细讨论了电子混沌逃逸时间图中的分形现象，找到了其中的分形自相似结构。讨论了不同标度能量下的分形自相似区域的移动特点和规律。探究了不同角度下的闭合轨迹的变化情况，进一步对于混沌体系的特点进行了探讨。第五章对里德堡原子自电离的影响因素和其自电离中的分形动力学进行研究，计算了不同里德堡原子电离的分形维数的变化情况。定量地展现了外加场中里德堡原子的电子混沌逃逸机制。为其它更复杂的多电子原子或者分子在外场中的自电离提供了一个更简单、有效的方法，并且为相关超快原子成像以及操控问题的实验研究提供理论方面的指导。第六章是对本文所研究内容的总结，以及对于以后要开展的研究工作的计划与展望。