随着现代科技的发展，超快激光与原子分子相互作用产生了许多新的强场物理过程，如高次谐波发射，阈上电离和非序列双电离等。其中强场下的中性里德堡态激发作为一个新的强场物理现象，不仅被认为是三步重散射模型的重要补充，而且是中性粒子有效加速的一种可能手段，近年来受到了大量理论和实验工作者的关注。尽管从2008年开始至今已有许多关于强场中里德堡态激发的研究被发表，仍然存在一些问题亟待进一步的深入研究予以解决。例如，强场中原子里德堡态激发的物理机制；里德堡态激发与其他强场物理过程的竞争关系；中性分子的里德堡态激发；各种激光参数（如激光波长，椭偏率，光强）的影响，以及原子和分子的里德堡态激发过程对比等。本论文中，我们使用脉冲电场电离里德堡态的方法结合飞行时间质谱，研究了不同原子和分子的里德堡态激发现象。通过测量强场电离和里德堡态激发的几率随激光参数（光强和椭偏率）的变化关系，并比较原子的里德堡态激发和非序列双电离，相同电离限的原子和分子的里德堡态激发过程，以及红外和紫外激光场下里德堡态激发过程的区别，讨论了原子和分子在红外和紫外激光场下的里德堡态激发机制，分析了里德堡态激发与其他强场物理过程的竞争关系。获得了以下主要的研究结果：1)测量了惰性气体原子（He，Ar，Xe）在800nm飞秒激光场中里德堡态激发的产量，及其随激光参数（光强，椭偏率）的变化关系，同时作为比较，实验中也测量了原子的非序列双电离过程。研究发现，里德堡态激发和非序列双电离呈现相似的现象，如随着原子序数的增加，其产率都增加，椭偏率依赖的程度随之减小；相比于非序列双电离，所有原子的里德堡态激发的产率较大，对激光椭偏率的依赖更弱。结合已有的研究报道和相关理论，我们分析并讨论了800nm强激光场中原子里德堡态激发的内在物理机制，即受挫的隧穿电离机制。2)首次在实验上观测到分子在飞秒激光场下的里德堡态激发现象。对比研究了双原子分子N2和O2与其同伴原子Ar和Xe里德堡态激发几率。研究发现，与强场电离类似，N2分子表现为与原子Ar类似的里德堡态激发几率，而与原子Xe相比，O2分子的里德堡态激发几率明显被抑制，且里德堡态激发的抑制比强场电离抑制更为明显。量子计算定性的重现了实验结果。分析表明，不同分子的轨道结构导致的出射电子角分布的不同是决定里德堡态激发几率的重要因素。3)研究了红外和紫外飞秒激光中NO的里德堡态激发现象。首次观测到了紫外飞秒强激光场中的里德堡态激发现象。实验发现NO*在800nm和400nm波长下对激光椭偏率的依赖不同，结合之前的实验结果和理论模型，认为NO分子在紫外光场中的里德堡态激发机制为多光子共振激发过程。