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分子激发态动力学过程在光物理、光化学、生命科学和环境科学中都扮演着十分重要的角色，例如植物的光合作用、臭氧层的形成和保持、视觉的产生机制等都与分子激发态的衰变过程有关。分子激发态衰变的动力学机制包括分子内过程和分子间过程。碘代环己烷和羰基化合物是研究光化学反应典型的代表体系，弄清其激发态动力学机理，不仅在大气化学和环境保护方面具有重要意义，而且有助于理解很多其他光化学过程的机理。 本文工作主要围绕碘代环烷烃(碘代环己烷)在纳秒激光场中的激发态解离动力学和羰基化合物(丙烯酸和乙酰丙酮)在飞秒激光场中的激发态超快动力学展开。 第一部分，利用离子速度影像技术，研究了碘代环己烷分子的紫外光解动力学。在266和277nm激光作用下，C6H11I发生C-I键直接断裂的快速解离过程。基于速度分布，实验发现C6H11I解离过程中可资用能更多的分配到了自由基的内能当中。基于角度分布和相对量子产率的结果，计算了各个激发态对不同解离通道的贡献和势能面交叉几率。结果表明I*主要由3Q0态的直接解离产生，很少一部分经过1Q1→3Q0的非绝热耦合解离产生；而绝大部分I是经过3Q0→1Q1的非绝热耦合解离产生，很少由1Q1和3Q1态的直接解离产生。3Q0和1Q1态之间的势能面交叉几率随着波长的增大有减小的趋势。 第二部分，利用飞秒时间分辨质谱技术，研究了丙烯酸分子的超快预解离动力学。利用动力学方程，对母体离子和碎片离子的时间分辨质谱信号进行拟合和分析，观察到了分子被激发到S2态后的预解离通道。布居在S2态的分子通过快速的内转换(210fs)弛豫到S1的高振动激发态，随后再经内转换(1.49ps)弛豫到S0的高振动态，分子在基态高振动态势能面上发生解离生成H2C=CH和HOCO，H2C=CHCO和OH中性碎片，对应的预解离时间常数分别约为4ps和3ps。碎片离子的产生来源于母体离子的解离和中性碎片的电离。 第三部分，利用飞秒时间分辨瞬态吸收光谱技术研究了乙酰丙酮分子在不同极性溶剂中的激发态超快动力学。采用紫外单波长探测，在水和正己烷溶剂中都直接观察到了基态漂白信号，而且随着探测波长增大，基态漂白的回复过程越慢。由于乙酰丙酮在不同极性溶剂中的构型不同，导致了分子被激发到S2态后的激发态弛豫动力学过程的差异。在正己烷溶剂中，观察到了激发态吸收信号和产物吸收信号，分别反映了处于S2态的分子通过快速的S2-S1振动相互作用和S1/T2/T1的锥形交叉弛豫到T1态和在T1态势能面上发生C-O键的断裂后产物的吸收过程，其中解离时间约为150fs。然而在水溶剂中，只观察到了激发态吸收信号和热基态吸收信号，反映的是分子从S2态到S1态的内转换和S1态到基态热振动态的内转换。