超强和超快激光与原子分子的相互作用一直是人们研究的前沿和重点。强场物理研究使得人们能够在埃的空间尺度和阿秒的时间尺度上实现对物质结构的探测和操控,具有重大的科学意义和应用价值。处于强激光场中的原子分子会发生许多高阶非线性的物理现象:如隧穿电离、阈上电离、非顺序双电离、高次谐波产生等,对这些过程的理解需要发展非微扰的处理方法。随着电子个数的增加,强场理论研究和发展正面临着巨大的挑战,亟需探索新的理论和方法,开展更深入细致的研究工作。本文发展了一系列强场物理的模型计算以及第一原理的方法和程序,并利用它们深入地研究了从单电子到多电子、从单中心到双中心的诸多原子分子体系在强场中的电子动力学行为。首先,我们首次指出了内壳层电子的动态极化对处于最高占据轨道的电子动力学行为的重要影响,成功地解释了CO分子电离的实验结果。通过在单轨道方法中引入内壳层电子动态极化势,我们证明了电子动态极化效应在CO分子强场电离中的重要作用,阐明了分子隧穿电离理论与实验不一致的物理根源。内壳层电子的动态极化和最高占据轨道的动态变形对于CO分子随定向角度的谐波谱有重要影响,导致了在谐波谱中出现较强的定向效应,可以观察到动态极小的产生,并影响阿秒脉冲的产生。结果为在阿秒时间尺度对分子轨道进行成像奠定了基础。我们发现多电子效应对于CO分子阿秒瞬态吸收谱主要有两个方面的重要影响:一个是内壳层电子的动态极化会影响最高占据轨道电子的吸收谱的幅值以及吸收峰的位置;另一个是内壳层电子对总的吸收谱有直接贡献,有时其影响甚至超过最高占据轨道。这两个影响强烈地依赖于分子定向角度。其次,我们发展了强场三维双原子分子含时Hartree-Fock和多组态含时Hartree-Fock的方法和程序,推动了多电子体系第一原理方法的发展。我们采用了能够精确处理双中心库仑势的椭球坐标系和高效的双电子积分算法,并对并行计算进行了优化。利用含时Hartree-Fock方法,我们计算了长周期脉冲下H₂和CO分子的电离结果,与实验吻合地很好。该方法是研究强场中多电子集体响应过程的有力工具。我们首次利用多组态含时Hartree-Fock方法计算了H₂随分子取向角度变化的XUV光电离结果,研究了电子关联效应的影响。研究表明,电子关联效应对于单电离过程影响很小,而在双电离过程中则发挥了重要作用,导致了电离几率的减小。该方法为进一步研究强激光场中的电子关联效应奠定了基础。第三,我们发展了基于量子化学的强场原子分子模型计算方法,推动了强场物理模型计算的发展,为实验结果的快速检验和对比提供了很大便利。该方法能够高效地从广泛使用的GAMESS,Firefly和Gaussian量化软件的输出结果中直接计算强场电离速率和高次谐波谱,能够用于较大的基函数以及复杂的原子分子体系。对于电离,使用了分子隧穿电离模型和KFR模型（支持长度和速度规范）,而高次谐波谱的计算使用了Lewenstein模型。除此之外,该方法还可以高效地计算轨道坐标空间波函数、动量空间波函数、偶极距以及其它一些轨道积分。第四,我们发展了高精度地求解三维双中心单电子含时薛定谔方程的方法,研究了在强激光脉冲作用下分子取向效应对于氢分子离子的电离以及高次谐波产生的影响。研究发现,不同取向角度时的电离比率明显地依赖于Keldysh参数γ,我们将其归因于多光子电离与隧穿电离这两种机制的竞争。分子隧穿电离模型和长度规范的KFR模型对于隧穿电离的结果描述较好,而速度规范的KFR模型对于多光子电离给出更好的结果。由于双中心干涉效应,观察到了较强椭偏率的高次谐波的产生,而用标准强场近似模型却不能解释这一现象。我们对强场近似模型进行了库仑势和Stark效应修正,使得它能够得到与含时薛定谔方程定性符合的结果。第五,利用三维单电子含时薛定谔方程和经典轨迹蒙特卡罗方法,我们研究了处于强激光场中的氢原子的里德堡态产生过程。研究表明,原子核的库仑势以及隧穿时刻电子的初始横向动量分布,都对里德堡态的产生有重要影响。这些效应可以从里德堡态布居数随主量子数n和角量子数l的变化体现出来。该结果对于多电子体系中里德堡态的产生具有重要的参考价值。