量子电动力学是迄今为止描述电磁场与物质相互作用最为精确的物理理论之一,而量子真空在强电磁场中衰变并产生正负粒子对是量子电动力学的基本预言之一。随着激光技术的发展,实验室中产生的电磁场强度已经越来越接近真空衰变的阈值。因此,对强电磁场作用下真空中正负粒子对产生过程的研究也迫在眉睫。在现有的激光条件下,粒子对的产生主要是通过多光子吸收的机制来实现,而存在于正负连续态之间的束缚态可以有效地降低所需光子的能量。本论文运用强场量子电动力学理论,基于数值求解狄拉克方程的计算量子场论方法,研究了空间局域场中的束缚态在真空衰变过程中的作用。论文的主要内容和取得的进展如下:第一,本论文研究了束缚态的局域性在粒子对产生过程中的作用。通过研究正负粒子对在局域势阱和激光场同时作用下的产生过程,发现了束缚态的局域性会随着势阱的宽度而改变,随之影响粒子的产生过程,并且当束缚态的空间展宽越窄时越有利于粒子对的产生。由此得到了空间越局域化的束缚态在动量空间中的展宽越大,这会增强了束缚态与连续态的相互作用,加快了真空态到束缚态的衰变。第二,本论文研究了动态Stark效应对粒子对产生过程的影响,即束缚态在外场作用下的能量移动对真空衰变过程中能量守恒以及所需光子能量的影响。通过研究强激光与束缚态相互作用过程中正电子能谱的移动,发现了束缚态能量的移动是正电子能谱移动的原因。就此,得到了强激光诱导的束缚态能量移动在正确预测产生正电子能谱中至关重要的结论。当激光频率与束缚态能量差相同时,发现了正电子的能谱上出现了类似电离过程中的Autler-Townes劈裂现象,而此现象与粒子在束缚态之间的Rabi振荡导致的束缚态共振相关。第三,为了揭示泡利不相容原理对Rabi振荡引起的多个束缚态共振时粒子对产生的作用,本论文研究了可以解析求解的电离过程,发现在多粒子共振电离中,泡利不相容原理只在很短的时间尺度内起作用,并且随着Rabi振荡频率的增大而消失;由于相互竞争机制的存在,泡利不相容原理在加快单粒子电离的同时降低了双粒子的电离速率。在后续的研究中,我们计划将电离过程和粒子对的产生过程联系起来,期望可以在粒子对产生过程中观测到与之相同的现象。