利用描述脉冲激光与体光栅相互作用的耦合波方程，系统研究了不同入射脉宽和啁啾参数的线性啁啾脉冲激光经体光栅衍射时，频域内衍射光谱的振幅和相位变化特性。计算结果表明，衍射啁啾脉冲振幅的光谱宽度受入射脉宽、啁啾参数和体光栅有效衍射谱宽的影响，在体光栅有效衍射谱宽一定时，随着入射脉宽的增大，衍射谱宽减小，衍射效率增大；随着啁啾参数的增大，衍射谱宽增大，衍射效率降低；对于衍射啁啾脉冲频谱的相位分布，随着入射脉宽的增加和啁啾参数的减小，相位变化幅度增大，而且相位分布曲线呈现不对称特性。研究还发现，适当选择体光栅的光栅矢量和入射角，可以利用体光栅的布拉格衍射实现对线性啁啾脉冲激光的整形，而且保持衍射脉冲的频率线性啁啾特性。

基于宽带啁啾脉冲的小尺度自聚焦形成过程，利用包含时空项的非线性薛定谔方程进行数值计算，比较分析了不同空间位置(特别是空间调制峰位置及调制谷位置)的时间演变过程，发现不同空间位置的时间演化过程完全不一样。在小尺度自聚焦过程中，调制峰处的脉宽随传输距离的增加而减小，当调制峰值处的强度达到最大时，其脉宽达到最小值;而在调制谷位置处的脉宽则一直处于展宽状态。分析了脉冲啁啾对不同空间位置时间演变的影响规律，负啁啾加速了调制峰位置处的脉冲压缩，却抑制了调制谷位置的脉冲展宽；而正啁啾则起相反的作用。

通过简单方法,对常用光栅展宽器的展宽倍数进行估算,分析了影响展宽器展宽倍数的因素,并将计算结果与实验中的两种测量的结果作了比较,证实了计算的准确性,为分析飞秒锁模脉冲经过展宽器后脉冲的展宽情况提供了有效手段.

利用光线追迹法,对一种常用光栅展宽器的色散量进行了计算,数值分析了展宽器各组成部分的相对位置改变对二阶色散及产生像差的影响,为展宽器各元件的精确调节提供了依据。