飞秒激光脉冲在透明介质中传播时,会受到克尔自聚焦效应的影响,光束发生汇聚,造成脉冲强度升高,当脉冲到达一定的强度之后,会使介质中的分子或原子电离,产生等离子体,等离子体又会使光束发散,两种效应会相互竞争,形成动态平衡,使介质中形成一条高亮的等离子体通道,此过程被称为飞秒激光成丝。飞秒激光成丝过程会伴有很多的非线性光学现象,如等离子体的产生,超连续谱（白光）的产生,太赫兹辐射,高次谐波辐射,锥角辐射和荧光发射等。其中飞秒激光成丝诱导产生的超连续谱是非常重要的研究课题,因为其具有很高的潜在应用价值,如远程探测大气中污染物成分。虽然,现在已经有很多人做了飞秒激光成丝产生的超连续谱的研究,但是对于整形飞秒激光脉冲成丝产生的超连续谱的研究还很少。同时,对飞秒涡旋激光在透明介质中成丝产生的超连续谱背后的物理机制还有待深入研究。所以,本文将对飞秒激光成丝诱导产生的超连续谱进行系统地研究,主要研究内容如下:1.在强飞秒激光脉冲与空气相互作用时,光谱展宽是一种非常重要的非线性效应。本文通过实验研究了光谱展宽与气压和脉冲能量的关系。实验发现增加气压和脉冲能量都可以增强白光光谱强度,但只有增加气压会导致光谱出现明显的短波长方向展宽,而改变脉冲能量对光谱展宽几乎没有影响。为了更好地解释光谱展宽的机制,本文模拟了瞬时频率与脉冲强度随时间的变化率和等离子体密度随时间的变化率之间的关系。结果表明,等离子体的自相位调制效应产生的光谱展宽与气压有关,同时,在光谱的蓝移中起重要作用。此外,本文还测量了激光脉冲的能量透过率,透过率随气压的升高而降低。实验结果证明了高气压有助于激光脉冲能量的转移。这项研究将有助于更好地理解飞秒激光成丝诱导空气中超连续谱产生的物理机制。这对应本文第三章的内容。2.本文通过实验研究了拉盖尔-高斯飞秒激光在水中成丝产生的超连续谱的性质。结果表明,拉盖尔-高斯光束的拓扑电荷数对成丝诱导的光谱展宽影响不大,但是其对光谱强度影响很大。尽管拉盖尔-高斯飞秒激光在空气中成丝产生的超连续谱携带轨道角动量,但其在水和白宝石中成丝产生的超连续谱失去了轨道角动量。尽管如此,拉盖尔-高斯光束成丝产生白光后,其中心波长的光依然携带轨道角动量。该研究有助于理解拉盖尔-高斯光束在水中成丝产生超连续谱的物理机制。此部分对应文章第四章的内容。3.本文通过实验研究了贝塞尔-高斯光束和拉盖尔-高斯光束成丝产生白光的特点。实验发现贝塞尔-高斯光束和拉盖尔-高斯光束成丝后产生的光谱展宽不会随着拓扑电荷数改变。同时,贝塞尔-高斯光束成丝造成的光谱展宽达到最大值的距离随着拓扑电荷数的增加而增加。此外,实验还探究了贝塞尔-高斯光束和拉盖尔-高斯光束成丝后产生白光的锥角辐射情况。实验结果表明,贝塞尔-高斯光束和拉盖尔-高斯光束产生的白光在白屏上呈现完全不同的光斑样式。同时,我们还研究了贝塞尔-高斯和拉盖尔-高斯光束成丝后的锥角辐射发散角的情况,实验结果表明拉盖尔-高斯和贝塞尔-高斯涡旋光的锥角辐射发散角都随着波长的增加而减小,而其拓扑电荷数对发散角没有明显影响。这种现象可以根据自相位调制效应理论来解释。以上这些研究工作有助于我们更好地应用飞秒激光成丝产生的白光,同时帮助我们深层次地理解白光产生过程中的物理机制。