光致电离和高次谐波生成是强激光场与原子、分子相互作用中基本而重要的非线性效应，得到了广泛的研究。光电子能谱和高次谐波谱特征反映了原子、分子的结构信息。因此，对光致电离和高次谐波生成韵研究不仅丰富了人们对物质与激光相互作用的了解，加深了人们对强场物理过程的认识，而且提供了一种探索物质内部信息的重要手段。　　 根据物理过程不同，电离可分为直接电离和重散射。在重散射过程中，束缚电子先被强激光激发到连续态，然后在反向电场和母核的共同作用下再次回到母核附近，最后与母核发生重散射而出场;若电子再次被母核俘获，同时把在光场中获得的能量以谐波光子的形式放出，这个过程就是高次谐波生成。重散射和谐波生成都属于光电子与母核的再相互作用，因此重散射光电子谱和高次谐波谱携带了更加丰富的母核信息，对它们展开深入的研究对认识靶粒子的结构、电子排布等内部信息具有重要意义。　　 应用非微扰的量子散射理论本论文研究了强激光场中光电子与母核的再相互作用，确定了重散射和高次谐波生成满足的标度定律;借助标度定律，进一步探讨了如何应用光电子谱和谐波谱获取靶粒子信息。论文的主要创新性研究成果如下:　　 1.推广了全量子的形式散射理论，得到了重散射电离率微分公式，进而研究了强激光场重散射光电子的能谱和光电子角分布。我们发现真实的重散射过程可以发生多次;高阶光电子谱的平台是由重散射过程引起的;重散射的光电子谱具有多平台结构;重散射的光电子能谱及角分布与阈上电离的光电子谱遵循相同的标度定律。应用数值求解含时薛定谔方程的方法对标度定律进行了验证。　　 2.研究了母核库仑势对光电子角分布的影响。由于重散射光电子与母核再相互作用，受母核的影响比直接出场的光电子大。在光电子能谱平台区的起始区域，重散射光电子和直接电离光电子具有可比拟的产量几率幅，两者的干涉效应最明显，因此处于平台起始区的光电子角分布随母核库仑势的变化非常显著。采用Yukawa势和Gaussian势，展示了平台起始区光电子角分布随模型势参数的变化，提出应用该区域光电子角分布提取母核的势信息。　　 3.推广了形式散射理论框架下的高次谐波生成公式，研究了氢分子离子高次谐波的双中心干涉现象。研究发现谐波生成不仅受复合过程的影响，同时也受电离过程的调制;对于单个复合通道，随着激光强度增加干涉极值位置线性地向高阶次谐波移动，移动的量与有质动力参数up有关;随着分子轴与激光偏振方向夹角的增加和分子核间距的减小，谐波的干涉极值位置也非线性地向高级次谐波移动。由于多通道的谐波相干迭加，总谐波谱的极值并不明显。　　 4.研究了原子的高次谐波生成，提出并确立了高次谐波生成所遵循的标度定律。研究发现一个具有束缚能Eb的类氢原子被波长为λ、强度为I的激光照射产生的高次谐波谱与一个束缚能为kEb的原子，被波长为λ/κ、强度为κ3I的激光照射产生的高次谐波谱形态基本相同。对于类氢原子而言，后者同阶次高次谐波产率是前者的κ3倍。高次谐波生成满足与阈上电离相同的标度定律，这表明两者具有相近的物理机制。