摘要：在过去20年里，激光技术的发展使阿秒科学成为一个新的研究领域，可为量子少体超快演化过程的研究提供新视角。当前实验室中制备的阿秒脉冲以孤立脉冲或脉冲串的形式被广泛应用于实验研究中，其超快变化的光场允许人们操控和跟踪电子在原子尺度的运动，实现对亚飞秒时间尺度电子动力学的实时追踪。本综述聚焦于阿秒科学的重要组成部分，即原子分子超快动力学研究的进展。首先介绍阿秒脉冲的产生和发展，主要包括高次谐波原理和孤立阿秒脉冲分离方法；然后系统地介绍阿秒脉冲在原子分子超快动力学研究中的应用，包括光电离时间延迟、阿秒电荷迁移和非绝热分子动力学等方面；最后对阿秒脉冲在原子分子超快动力学研究中的应用进行总结和展望。

摘要：强激光与固体密度等离子体作用产生的阿秒脉冲具有强度高、脉宽短等优势，因此吸引了很多研究者的注意。由于超快过程的泵浦探测技术需要的是一个孤立的阿秒脉冲，因此本文重点讨论了相对论强激光与固体密度等离子体作用产生孤立阿秒脉冲的几种物理机理。最近的几个代表性工作表明，强激光与固体密度等离子体作用还可以产生脉宽更短、强度更高的半周期阿秒脉冲。半周期孤立阿秒脉冲在对原子、固体中的电子进行超快的非对称操纵或探测等方面具有重要的应用，因此本文对半周期阿秒脉冲产生的理论机制、实验可行性、标定测量、及应用前景进行了深入的讨论。

摘要：阿秒科学是驱动超强超快激光往高平均功率和短脉冲宽度方向快速发展的动力之一。本文针对高重复频率阿秒光源的实际需求，开展了基于国产Yb:CaYAlO₄晶体的再生放大理论和实验研究。在理论研究中，根据Yb:CaYAlO₄晶体的热透镜计算结果，设计了热稳定性良好的模式可调再生腔；并对晶体π和σ偏振的放大输出能量和光谱进行计算。在此基础上，开展了Yb:CaYAlO₄晶体不同偏振性质的再生放大实验研究。在晶体π偏振的实验中，获得了平均功率16.1 W、单脉冲能量1.61 mJ、光谱中心波长1030 nm、光谱半高全宽16 nm的放大输出，压缩后的激光脉冲宽度为149 fs，压缩效率为92.1%，峰值功率大于9.5 GW。在σ偏振获得了平均功率28.7 W、单脉冲能量2.87 mJ、光谱中心波长1037 nm、光谱半高全宽11 nm的放大输出，压缩后的激光脉冲宽度为178 fs，压缩效率为91.5%， 峰值功率大于14.2 GW，光束质量因子M² < 1.2。以上研究结果实现了目前Yb:CaYAlO₄晶体最高平均功率和最大单脉冲能量的输出。针对高重复频率阿秒光源、太赫兹和光参量放大领域的应用，后续计划增加两级行波放大实现平均功率200 W、脉冲能量20 mJ、脉冲宽度小于200 fs的激光输出。