激光与物质的相互作用一直是原子分子光物理学科中的研究热点和前沿领域之一。原子分子与飞秒激光的相互作用产生了许多强场物理现象,如高阶阈上电离,非序列双电离,高次谐波发射,里德堡态激发等。隧穿电离作为这些过程中最重要和最基础的环节,通过三步重散射模型与这些物理过程紧密的联系起来。目前,对这些强场现象的物理机制已有大量的文献报道,但对于不同物理过程之间的相关性仍然存在很多困惑。研究不同强场物理过程间的相关性,有利于我们理解原子分子与飞秒强激光场相互作用的本质。协方差成像技术具有计数率高、速度快、误差小,且适用于不同信号(如光子、离子、电子和中性激发态等)等特点。本文利用协方差成像方法研究了原子强场电离和里德堡态激发之间的相关性,获得以下研究结果:1)通过协方差成像方法测量了800 nm、50 fs的激光作用下OCS分子不同碎片间的相关性,通过改变样品气压和极板电压,测量了不同条件下的协方差图像,分析了计数率和收集效率对协方差图像信噪比的影响,得到了优化后的协方差成像实验条件。2)利用双探测器飞行时间质谱对Kr原子的强场电离和里德堡态激发实现同步测量,获得不同物理过程间相关性。通过测量不同激光参数(光强和椭偏率)下的协方差图像,发现里德堡态激发与隧穿电离和非序列双电离呈正相关,而与序列双电离呈负相关。对协方差矩阵进行归一化,发现不同物理过程间的相关度随激光参数的变化而变化。结合已有的知识,分析了不同物理过程间相关性的内在原因。这些结果有助于理解强场电离和激发的物理机制,为将来研究不同强场物理过程间的关联提供参考和指导,并促进相应理论方法的发展。