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进入二十一世纪以来,超快激光物理的发展日新月异,这主要得益于两个方面:实验上,激光技术和实验条件在不断地发展,使得人们可以探索一些新的过程;理论上,随着研究的深入以及数值计算能力的提升,人们对于微观世界有了更深刻的认识。在本文中,我们将从理论的角度对强场过程进行研究。我们研究的对象从简单到复杂（原子→氢分子→一氧化碳分子）,围绕的核心问题是强场中关联效应对电离和解离过程的影响,这里的关联不仅包括电子-电子之间的相互作用,也包含了电子-核之间的相互作用。按照这个思路,我的博士论文除绪论外可以分为四个部分。第一部分主要介绍我们的理论方法。首先详细描述了数值求解含时薛定谔方程的理论公式,以及对应的处理步骤。我们的方法是基于第一性原理,所以可以重现出真实的物理过程,与实验数据进行定量的对比。然后在分子体系中,基于玻恩-奥本海默近似下,我们建立原子核的运动方程。这一方程为求解分子的解离过程奠定了基础。最后一部分简要介绍下量子化学软件Molpro的使用方法。借助这一软件,我们可以得到一些复杂分子的势能曲线、分子轨道以及跃迁矩阵等信息,结合之前的原子核运动方程,我们可以研究复杂分子的动力学过程。第二部分是在原子体系下探讨关联效应对电离过程的影响,核心是电子的再散射过程。第一个工作中,我们利用μ介子和质子组成新型原子,利用它高电离能的特性,采用两束X射线与之作用产生高次谐波。我们理论分析了谐波信号与激光脉冲时间延迟的关系,最终通过合成超宽谐波谱,理论上产生了脉宽为130 zs的单个仄秒脉冲。第二个工作是在氦原子中,不同于以往电子再散射导致激发或者非时序双电离,我们设想了一种新的再散射过程—超弹性再散射。这一过程不同之处在于,自由电子在散射过程中可以从母核获得能量。我们采取一束紫外光电离并激发氦原子到达氦离子的激发态,时间延迟的中红外光用来驱动自由电子的再散射过程,通过分析单电离过程中光电子动量谱,我们证实了这一过程的存在。此外,我们还分析了光场条件（紫外光频率,时间延迟）对这一信号的影响。第三部分是研究氢分子中的解离过程。第一个工作是我们与澳大利亚的Litvinyuk教授合作,研究H2+中化学键断裂的时间和位置。他们在实验上利用少周期脉冲通过泵浦探测的方案研究了H2+的解离过程,我们在理论上对同一过程进行了数值模拟。通过分析解离信号的不对称性与时间延迟的依赖关系,得出结论:H2电离产生的H2+在15fs后键长延伸到8原子单位,在这个时候电子完成局域化,化学键断裂。此外我们通过改变不同光场强度的计算发现,这一性质在一定光强范围内不会受到影响。第二个工作是关于氢分子离子的隧穿解离。受隧穿电离过程的启发,我们设想了一种新的解离过程—隧穿解离。光场与分子的库仑势作用形成势垒,处于束缚态的核波包可以从势垒隧穿而解离出去。在计算中,我们使用太赫兹（THz）光与H2+作用,通过分析解离率随初态能量以及激光强度的变化关系,我们证实了这一过程的存在。原子核波包在位置以及动量空间的演化过程使我们进一步确认了隧穿解离过程。我们还把这一过程和多光子解离进行了对比,来观察它们的不同之处。第三个工作是研究氢分子中的再散射解离。关于再散射解离之前实验和理论都做过一些研究,不过理论研究主要是在一些近似下进行处理。在这个工作中,我们从第一性原理出发,同时考虑两个电子和原子核的运动,数值模拟了再散射解离过程。我们的数值结果与之前的实验测量相符,发现电离导致的第一次再散射事件可以激发解离过程,读取H2+原子核波包随时间的演化。此外,我们还分析了沿H2双激发态和H2+的2pσu态解离的比率与散射电子能量的关系。最后一部分是关于CO分子中的电离解离过程,主要是和华东师范大学吴健老师实验组合作的工作。第一个工作是关于CO分子电离解离过程中的光子能量分享。实验上通过符合测量CO电离解离通道中离子和电子能谱,证明了阈上电离过程中多余光子能量可以被电子和原子核共享。振动能量存储,也就是电离过程中众多振动态的布居,在光子能量分享中起着重要的作用。我们的数值模拟不仅证实了实验的结果,也解释了不同能谱所对应的解离通道。此外,我们发现多种轨道的参与以及不同电子态的耦合可以改变电子-核能量共享过程。第二个工作是研究激光耦合对CO+指向性解离的作用。实验组构思了一种方案来区分电离和解离过程对C+指向性释放的贡献,研究了双色激光脉冲作用下CO+解离的不对称性。我们的数值结果重复了不对称性参数随时间延迟的变化趋势,解释了分子不同取向下的解离方式。最后一个工作是关于CO+解离概率与分子取向的依赖性。实验上排除掉电离过程对分子取向的影响后发现,当分子轴与激光偏振垂直的时候,分子解离概率最大。我们通过数值模拟解释了这一过程发生的物理机制,处于束缚态的CO+可以通过X2Σ+→A2Π→B2Σ+→D2Π的方式每步吸收一个光子最终解离出去。