超短超强激光技术在最近十几年间得到极大的发展，目前激光脉冲宽度可以短于5fs，峰值功率可达到PW(1015W)量级，聚焦功率密度可达到1021W/cm2量级以上，成为人们探索强场与物质相互作用规律的有力工具。作为超短超强激光技术的主流，啁啾脉冲放大(Chirped-Pulse Amplification：CPA)技术本身得到大量的研究，各项单元技术以及系统性能得到不断的优化与提高。　　 本论文简要介绍了超短超强激光的发展和现状，超短脉冲的特性测量技术和脉冲整形技术，以及改善激光束的波面质量从而提高激光束的可聚焦功率密度的重要性。系统介绍和分析CPA激光系统中超短脉冲振荡器、脉冲展宽器、多级多程放大器以及脉冲压缩器的调节和运行对光束质量影响因素并进行了相关的实验研究。阐述了通过应用自适应光学原理对飞秒太瓦级激光系统输出光束波前相位畸变进行修正，从而提高激光系统输出光束的可聚焦功率密度的原理和方法，并介绍国际上自适应光学在飞秒太瓦级激光系统中应用的现状和发展以及我们的研究工作。　　 本论文特别围绕上海光机所强场激光物理国家重点实验室已建立的23TWCPA掺钛蓝宝石激光系统进行相应的测量，并针对其激光光束时空特性的测量方法与性能提高问题进行了以下几个方面的研究，在提高激光束的时空质量上取得一定的效果：　　 1.自制哈特曼光阑用于测量光束波阵面，取得了一定的成效，对光束波阵面的质量给出比较直观甚至定量的描述；并发展了测量激光波阵面的双环路波前剪切干涉测量装置。　　 2.与俄国专家合作，用哈特曼光阑测量23TW激光系统各级的光束质量，并以此为依据，在此激光装置上建立自适应闭环光学系统来实时控制激光系统光束质量。　　 3.利用SPIDER(Spectral Phase Interferometry for Direct Electric-fieldReconstruction)技术和SPIDER仪器测量23TW掺钛蓝宝石激光系统飞秒振荡源的频谱相位和时域强度等信息，得到自锁模振荡器输出光束的更全面的信息。并以此为手段，优化振荡器中棱镜对的参数，补偿了激光脉冲的光谱相位畸变。　　 4.提出并使用变形反射镜结合SPIDER仪器进行飞秒激光脉冲频谱相位补偿的研究，在1kHz的掺钛蓝宝石激光系统中实验验证其可行性并取得较好的频谱相位补偿效果。　　 5.提出利用飞秒强激光在铁电晶体产生干涉，用其形成的强电场诱导铁电晶体产生周期性微区畴结构的新方法，并从实验上利用1kHz的掺钛蓝宝石激光对几种铁电晶体进行验证，得到有意义的结果，初步确认此方法的可行性。