该论文主要包括两部分研究内容,一是对超短脉冲强激光与固体靶相互作用产生的超热电子的发射方向随激光功率密度的变化以及利用超热电子进行衍射实验的可行性研究;二是对利用光子晶体光纤产生的超连续激光光谱的特性进行了研究,并对利用光波拍频法实现光载频与包络相位控制进行了研究.在论文第一部分,首先对s偏振斜入射超短脉冲激光与铝靶相互作用产生的超热电子的发射方向随激光功率密度从非相对论到相对论的变化进行了测量.实验测量结果表明:在非相对论光强下,超热电子的发射方向主要集中在偏振面内,在激光光强较小时,超热电子的发射方向接近于激光的偏振方向,随着光强的增大,超热电子的发射方向趋近于激光光轴的方向;在相对论光强下,超热电子的发射方向不再集中于偏振面内,而是偏向于接近激光的反射方向的平面内.为了解释实验中观察到的超热电子发射方向的变化,建立了一个"坑"靶模型,在这个模型基础上对超热电子的发射方向进行了模拟,对于实验中非相对论光强下的情况,数值模拟能够给出基本一致的结果.其次,对于在中等激光功率密度下超短脉冲激光与铝靶相互作用产生的超热电子,根据其发射特性,结合作为衍射介质的铝单晶的特性,利用电子衍射理论对超热电子在实验室现有条件下进行衍射实验的可行性进行了研究,理论计算结果表明在现有的实验室条件下进行超热电子的衍射实验是可行的,这一研究成果对于开辟超热电子的新的应用领域具有重要的指导意义,同时也提供了一种诊断超热电子的方法.在论文的第二部分,对于利用光子晶体光纤产生的超连续光谱的特性进行了实验研究.首先,对于利用具有对称结构的单模光子晶体光纤产生的超连续光谱的性质进行了研究.利用芯径为1.8μm、长度仅为10mm的光子晶体光纤,在输入200mW、80fs脉冲激光时得到了光谱范围超过500~1000nm的超连续光谱.其次,对具有非对称结构的光子晶体光纤产生的超连续光谱的偏振特性进行了细致的实验研究.实验结果表明:这种非对称结构的光子晶体光纤能够产生从紫外到近红外的超连续光谱,在实验中观察到了三次谐波的产生,而且很重要的一点是利用非对称结构的光子晶体光纤产生的超连续光谱具有明显的偏振特性,超连续光谱对输入的激光偏振状态具有依赖特性.其次,为了对振荡器输出的光脉冲的载频与包络的相位差进行控制,该论文中提出了一种新的实现拍频信号的方案,并实现了拍频信号的测量,为进一步实现对载波与包络相位差的控制奠定了基础.