利用量子S-矩阵理论, 研究了光电子末动量沿着强激光场的极化方向, 以及与场方向存在一定夹角时, He原子高阶阈上电离光电子能谱的类共振增强结构。研究发现: 光电子末动量不论是沿着场的极化方向还是与场的极化方向存在一定夹角时, 均会出现类共振增强结构, 且该结构出现的光强满足通道关闭(channel closing, CC)条件, 从而证实了空间类共振增强结构的通道关闭机制。同时, 结果表明在光强一定时, 随着光电子出射角度的不断增加, 类共振增强结构会逐渐向低能量方向移动; 而当光电子出射角度不变时, 随着光强的不断增加, 类共振增强和抑制现象会交替出现在光电子能谱中, 造成这些现象的可能原因是返回次数不同的量子轨道之间的相干叠加。进一步分析发现, 在光电子末动量与场的极化方向存在一定夹角时, 也会出现类似于沿着场方向的type-i和type-ii两种类共振增强结构。

报道了强激光脉冲电离氢原子诱导的花篮状动量谱（PMDs）的数值模拟研究。采用强场近似理论（SFA）和鞍点近似算法模拟计算了不同激光强度条件下的花篮状动量谱。数值模拟结果表明，花篮状干涉结构电子动量谱源于三种干涉条纹的相互干涉叠加，这三种干涉条纹分别是半圆状阈上电离（ATI）干涉条纹和两种左右对称的周期内干涉（ICI）条纹。后者的干涉条纹随着激光强度的增加而单调变密。依据经典作用相位，深入研究了阈上电离干涉结构和周期内干涉结构的特点，提出了定量描述这两类干涉条纹结构的解析式，所提解析式可以很好地刻画干涉条纹的性质。此外，类比于传统坐标空间的多缝干涉，本文给出了动量空间三缝干涉诱导花篮状动量谱的直观物理图像，该图像有助于理解电子波包干涉的微观机理。

基于非微扰量子电动力学的频域理论,研究了原子在不同频率双色激光场中的阈上电离过程。当两个激光场的频率均远低于原子电离势时,阈上电离谱来自大量通道的干涉结果,两个激光场在电离过程中起到相同的作用。随着激光频率的增加,阈上电离谱逐渐呈现多平台结构,不同平台对应电子吸收不同高频光子的过程。当一个激光场的单个光子能量远大于原子电离势时,两个激光场在电离过程中起到不同的作用,高频激光场决定原子的电离概率,低频激光场决定原子阈上电离谱每个平台的宽度,且平台宽度可以很好地用能量守恒公式给出。

采用电子波包干涉方法研究了长程库仑势以及再散射电子对氢原子在少周期强激光场中阈上电离的影响。首先, 利用强场近似及Coulomb-Volkov近似结合时间窗函数, 模拟了氢原子在波长为800 nm且脉宽为5 fs的线性极化激光场中单电离的周期内干涉及周期间干涉图像, 发现在长程库仑势作用下周期内干涉及周期间干涉共同作用形成了二维动量谱中的部分扇形结构条纹, 其余部分扇形条纹的形成与再散射电子有关。然后, 通过数值求解含时薛定谔方程计算了深度隧穿电离机制下氢原子的二维动量谱, 在二维动量谱中出现了明显的径向条纹。研究结果表明, 该径向条纹的产生与长程库仑势无关, 是再散射电子波包干涉形成的。

利用改进的强场近似方法,结合时间窗函数,分析了氢原子在强场阈上电离过程中的电子波包(EWP)干涉对光电子能谱及二维(2D)动量谱的影响,发现光电子能谱及2D动量谱的一般特征是由周期内干涉和周期间干涉的共同作用引起的,2D动量谱中的扇形结构是由长程库仑势与周期内干涉作用引起的。利用含时薛定谔方程(TDSE)的数值解分析了多周期脉冲电离过程中周期内干涉被抑制的原因,发现当Keldysh参数接近1时,2D动量谱中出现了特殊的条纹结构,研究结果表明长程库仑势对该条纹的形成有重要的影响。

利用强场近似结合时间窗函数的方法,计算了氢原子在少周期强激光场中阈上电离的二维动量谱,并与利用Coulomb-Volkov近似结合时间窗函数计算的结果进行了比较。发现在长程库仑势作用下,周期内干涉及周期间干涉的共同作用形成了二维动量谱中的扇形结构条纹。通过求解含时薛定谔方程方法,计算了氢原子在不同脉宽下的二维动量谱,发现二维动量谱中除了周期内干涉和周期间干涉条纹,还出现了一些特殊的条纹结构。研究结果表明,该结构是由再散射电子波包形成的。

利用改进的强场近似方法分析了长程势以及短程势在阈上电离能谱中的贡献, 确定了能谱中低能结构的起因。同时, 为了确定在计算电子与分子离子散射截面时用纯分子代替分子离子是否合理, 计算了不同入射电子能量条件下, 电子和原子离子弹性散射的微分散射截面。理论计算和实验结果表明在入射电子能量较大时, 长程势在激光诱导的电子离子大角度背向散射时的影响可以忽略, 证明了在大角度散射时, 用纯分子来代替分子离子是合理的。

应用非微扰散射理论并考虑自发辐射,研究了阈上电离过程中光电子的角分布.由于自发辐射的影响,电子的角分布具有精细结构,成功地解释了Nandor等人的实验观测.

对线极化超短脉冲强场电离进行了回顾和分析。对不同参数的超短脉冲、线极化强激光与轻元素气体靶相互作用产生的等离子体中电子剩余能进行了解析和粒子模拟数值计算。考虑到强场线极化光产生的等离子体的高电离度和低电子温度的特点,采用了有别于通常计算逆轫致吸收的方法,用零温度近似计算逆轫致效应。模拟过程中还考虑了纵向电场效应。给出了强场线极化光与氦和氖元素气态靶相互作用的理论计算结果和相应的结论。

通过数值求解一维含时薛定锷方程，研究了阈上电离与高次谐波随激光强度的变化关系。结果表明，两者具有相同的特性，都具有平台区和截止位置，但两者又有差别。较低激光强度作用下，谐波谱有平台而光电子能谱为单调下降的，激光强度较高时，两者都有平台，对应的平台区和截止位置相同。