本文主要讨论超强短脉冲激光在低密度等离子体中的传播特性。主要工作为：把均匀等离子体中激光的稳定模理论推广到横向非均匀等离子体情形；把均匀等离子体中激光自聚焦的充分和必要条件的讨论推广到横向非均匀等离子体情形；给出横向密度分布不同的等离子体影响激光自聚焦的定量判据。讨论了初始不对称的激光场在横向非均匀及均匀等离子体中的演化特性，并提出了具有对称腔道结构的等离子体箍缩激光质心和对称化初始不对称激光场的物理机制。用粒子模拟讨论了激光场在等离子体中形成孤立驻波的过程，认为前向受激拉曼散射是发生此现象的可能机制。 第一章，简单介绍了强激光等离子体相互作用的特点、与本文有关的几种物理过程、用到的几种简化模型、理论处理方法和数值方法。 第二章，从Maxwell方程组和等离子体流体模型出发把激光的传输方程简化为广义非线性Schr(?)dinger方程。介绍了所用的冷的单流体模型近似、多时标近似、平脉冲近似、慢变包络近似和准静态近似。 第三章，首先讨论了任意密度分布等离子体中存在的稳定激光模的特点。主要结论有：等离子体腔横向有效密度梯度越大，激光发生自聚焦的临界功率越小，即激光越容易发生自聚焦；各阶稳定模波型类似于与其同阶的高斯模波型；激光功率越高，自聚焦稳定后的波型越趋向于高阶的类高斯波模；在有效密度梯度越大的等离子体腔中越不容易形成高阶模。 然后用零阶高斯模近似研究了任意强度激光在横向非均匀及均匀等离子体中的传播特性。当入射激光功率大于临界功率时，激光强度越大其稳定后的焦斑半径越大，且随着激光光强的增加激光稳定后的焦斑半径随光强的变化率逐渐减小；在横向密度梯度越大的等离子体腔中第一个激光聚焦峰值出现的越早，且在相同的距离内出现的激光聚焦峰值个数越多。 第四章，首先讨论了激光束在横向非均匀及均匀等离子体中发生自聚焦的充分和必要条件。在具有腔道结构的等离子体中，无论是仅考虑相对论效应还是考虑有质动力与相对论效应的共同作用，哈密顿量小于零仅为激光自聚焦的充分条件，即使哈密顿量大于零也可能发生自聚焦，因此发生自聚焦的必要条件更加宽