超短强激光脉冲与原子相互作用产生的高次谐波能够提供从极紫外到软X射线波段的桌面化新光源,然而其较弱的强度阻碍了它在科学研究和工程技术中的广泛应用,进一步提升谐波效率是当前研究的重点。本论文通过强场近似理论以及重散射理论得到单原子诱导偶极矩,然后再通过数值求解驱动激光场和谐波场在介质中传播的麦克斯韦传播方程来得到宏观高次谐波谱。从相位匹配条件出发,通过改变气体压强、激光强度、气体靶的中心相对于激光焦点的位置等方法改善传播过程中谐波的相位失配,进而增强谐波的宏观发射强度。论文的主要研究内容如下:（1）研究了不同气体压强条件下,激光强度5.5×1014W/cm2,波长1200 nm,束腰25μm,脉冲持续时间8 fs的线偏振红外激光辐照Ne原子产生高次谐波谱的相位匹配机制。通过改变气体压强,发现在气体靶的介质长度1.00 mm,气体靶的中心置于激光焦点处,较低气体压强下,长轨迹电子对谐波发射的贡献占主导;在较高压强以及最优压强下,短轨迹电子对谐波发射的贡献占主导。通过控制气体压强形成不同的相位匹配条件,进而优选出不同的量子轨迹,调控谐波发射。（2）研究了不同驱动激光强度下,波长800 nm,束腰25μm,脉冲持续时间4 fs的线偏振近红外激光辐照Ne原子产生高次谐波谱的相位匹配机制。气体靶的介质长度1.00 mm,中心处于激光焦点前1.00 mm时,通过改变激光强度来调节相位匹配条件,发现对于较低激光强度情况,长轨迹电子对谐波发射的贡献占主导;而当激光强度较高时,长轨迹电子在较低气体压强下对谐波发射的贡献占主导,短轨迹电子在较高和最优压强下对谐波发射的贡献占主导。通过调控激光强度和气体压强可以实现仅包含短或长轨迹电子对谐波发射起主要贡献的相位匹配条件。（3）研究了气体靶介质的不同长度条件下,激光强度8×1014W/cm2,波长1200nm,束腰25μm,脉冲持续时间6 fs的线偏振红外激光辐照Ne原子产生的谐波在截止能量附近的啁啾行为。通过改变气体压强,从400 Torr-800 Torr,发现气体压强为600 Torr时宏观高次谐波在截止能量附近的啁啾很小。进一步改变气体靶的介质长度优化宏观高次谐波,扩展小啁啾发射的频谱范围,发现当气体靶的介质长度为0.60 mm时,得到的小啁啾发射的频谱范围最大。（4）研究了气体靶密度分布和靶的中心相对于激光焦点的位置对阿秒脉冲的影响。辐照Ne原子的线偏振激光参数为:强度8×1014W/cm2,波长1200 nm,束腰25μm,脉冲持续时间6 fs。改变气体靶的（介质长度为0.30 mm,靶的末表面处于激光焦点）内部压强分布从1000-300Torr,发现与单一气体压强条件下相比,产生的高次谐波平台的截止位置更为清晰,叠加截止能量附近的谐波得到了186 as的孤立阿秒脉冲。针对气体靶的（介质长度为1.00 mm）中心相对于激光焦点的不同位置,优化气体介质的压强,找到最优压强。发现当气体靶的中心置于激光焦点之前1.00mm时,产生的谐波发射效率远高于气体靶的中心置于激光焦点处及焦点之后1.00mm处观察到的谐波效率。同时,产生的孤立阿秒脉冲的强度高出一两个数量级。