激光辐照参与性介质内辐射传输过程普遍存在于日常生活和工程应用中，如激光和材料相互作用、光学成像以及太阳光在大气中的传播等。目前，尽管国内外学者针对参与性介质内辐射传输过程进行了大量的数值模拟和实验研究，但是在很多具体应用中，辐射传输过程仍然存在诸多关键问题亟待解决：如光学复杂介质中的辐射传输问题，考虑辐射传输过程的时间效应和辐射光线偏振效应的辐射传输问题等。本文针对激光辐照参与性介质内辐射传输问题，考虑光学复杂介质，辐射传输过程的时间效应，以及辐射光线的偏振效应，研究了参与性介质内瞬态辐射传输问题和偏振辐射传输问题。　　对于参与性介质在外界短脉冲激光（持续时间为10-12到10-15秒）辐照作用下的辐射传输问题，由于辐射光线传播时间和脉冲宽度时间基本属于同一数量级，因此需要考虑辐射光线传播过程的时间效应，求解瞬态辐射传输方程以获得时域辐射信号。目前针对瞬态辐射传输问题的研究多侧重于均匀介质，光学参数复杂介质内瞬态辐射传输问题的研究尚不够深入。本文考虑辐射光线在折射率非连续变化界面的反射/透射效应，建立光学参数复杂介质内辐射传输的蒙特卡洛模型。基于超短脉冲辐照非发射介质内辐射传输的线性特征，将时间平移与叠加原理引入到传统的蒙特卡洛计算流程中，发展一种改进的蒙特卡洛法用于求解瞬态辐射传输问题。开展复杂折射率介质在短脉冲激光辐照作用下的瞬态辐射传输问题，研究介质参数对瞬态辐射传输信号的影响。研究结果表明介质折射率分布和界面反射模式对时域辐射传输信号影响显著：折射率单调变化且相互对称的两种介质的透射比曲线完全重合而反射比曲线具有明显区别；镜反射界面对透射比曲线有强化作用，而漫反射界面则对反射比曲线有明显的强化作用。　　辐射光线本质上是一种横波，因此偏振特性是其自然属性。参与性介质内辐射光线的偏振状态由Stokes矢量I=(I,Q,U,V)T描述，其传播过程的控制方程为矢量辐射传输方程。目前参与性介质内偏振辐射传输问题的研究多集中于一维稳态问题，多维偏振辐射传输以及瞬态偏振辐射传输问题亟待解决。本文基于矢量辐射传输方程，推导其间断有限元离散格式，发展求解偏振辐射传输问题的间断有限元方法。引入分离求解的思想，将介质内的Stokes矢量分解为平行分量和漫射分量并分别求解：平行分量可以直接由布格尔衰减定律获得，漫射分量则通过采用间断有限元方法求解矢量辐射传输方程获得。为了能够获得Stokes矢量有突变方向上的精确解，本文发展一种局部角度加密离散方案，可以在不需要大幅提高计算量的前提下获得关键方向的详细偏振辐射信息。将本文发展的间断有限元方法分别应用于Mie散射介质，Rayleigh散射介质，具有复杂散射特性的气溶胶介质，以及散射特性不同的两层介质内偏振辐射传输问题的求解，结果表明间断有限元方法可以高效、精确地求解不同介质内的偏振辐射传输问题。　　将间断有限元方法扩展应用于多维偏振辐射传输。首先研究具有不同壁面反射模式的矩形介质在平行光辐照作用下的偏振辐射传输问题以及含有热源介质内偏振辐射传输问题，分析介质壁面上Stokes矢量的分布规律。接着对二维复杂形状介质在平行光辐照作用下的偏振辐射传输问题进行研究，讨论内部遮挡物对矢量辐射信号的影响。最后研究三维立方体介质受平行光辐照作用以及在自身发射作用下的偏振辐射传输问题，讨论三维介质不同位置处的Stokes矢量分布规律。结果表明：当三维介质整个左侧界面受平行光辐照时，介质表面中心点不同的圆周角方向的Stokes矢量分布具有明显区别；当三维介质左侧界面中心处受圆柱型辐照平行光辐照时，介质壁面中心点的Stokes矢量被局限在某些立体角范围内，大部分立体角空间内的Stokes分量接近于零；当介质底面为热发射（漫射能量）界面时，由于计算区域和边界条件的对称性，界面中心线和中心点上的Stokes分布呈现明显的对称现象。　　将间断有限元方法扩展应用于同时考虑辐射传输过程时间效应和偏振效应的瞬态偏振辐射传输问题。由于间断有限元方法考虑了离散单元在相邻边界上的非连续性，其对计算区域内未知量的求解是逐元进行的，因此能够准确捕捉到瞬态辐射传输问题中能量传播的波前位置。推导瞬态矢量辐射传输方程的间断有限元离散格式，对其求解瞬态矢量辐射传输问题的正确性进行了验证。开展了参与性介质在外界平行光辐照作用下的瞬态偏振辐射传输问题的研究，对Stokes矢量随时间的变化规律进行分析。研究介质壁面反射模式、入射光偏振态等参数对时域矢量辐射信号的影响。结果表明壁面反射模式对Stokes分量分布具有显著影响，时域辐射信号比稳态辐射信号能够提供更多的信息。