随着超强超短激光技术的不断发展，光束自聚焦、脉冲自陡变和自相位调制等非线性光学现象逐渐为人们所认识。直到上世纪九十年代，利用超强超短激光脉冲在空气中实现激光成丝以后，人们便对这一现象产生了持续的研究热情。由于激光成丝的诸多特性及应用价值，如超连续谱之于白光雷达等，使超强超短激光脉冲成丝成为一个极富吸引力和学术价值的研究方向。另一方面，目前国际上对于激光成丝的发生机理还仍见解不一，更为全面和深入的探索研究正在进行中。近些年来，关于超强超短激光双脉冲成丝的研究进展颇为引人瞩目。对于超强超短激光双脉冲成丝特性的研究，将有助于对激光成丝现象的深入理解和对其应用价值的进一步开发。　　本论文的主要研究内容包括:超强超短激光双脉冲在空气中交叉与共线成丝的超连续谱特性研究，超强超短激光双啁啾脉冲在空气中交叉成丝的能量耦合特性研究，以及在超强超短激光双脉冲交叉成丝情况下形成等离子体光栅的研究等。本论文中的主要创新点和具体工作如下:　　1.首次利用在超强超短激光双脉冲交叉成丝过程中，由于双光束干涉效应而形成的空间等离子体光栅，研究了空气中超强超短激光脉冲成丝所产生的超连续谱增强效应，并进一步观测到泵浦光脉冲成丝产生的超连续谱成分向较弱的未成丝的探测光脉冲转移，有效拓展探测光脉冲带宽的新现象。通过基于布拉格衍射特性的理论计算较好的解释了实验结果。　　2.研究了超强超短激光双啁啾脉冲在空气中交叉成丝时由动态等离子体光栅所引发的双光束耦合现象。通过改变激光脉冲的初始啁啾，首次发现了自相位调制和高阶色散等对能量转移效率的影响，并获得了与之符合很好的理论计算结果。　　3.首次研究了利用超强超短激光双脉冲在空气中共线成丝，产生梳状超连续谱的性质。通过调节脉冲间延迟，可以改变梳状谱的“梳齿”间距。这种可调控的梳状超连续谱可应用于在大气遥感探测等方面。　　4.参与搭建了冷靶反冲离子动量谱仪(COLTRIMS)，该装置可用于研究超强超短激光双脉冲作用下的原子分子反应动力学等。