高次谐波发射由于其独特的平台区结构和等频间隔分布特点,是目前得到桌面X射线波段阿秒脉冲相干光源的唯一有效手段。考虑到传统偏振控制方案在获得阿秒脉冲产生中存在的局限性,本论文开展了利用两束偏振方向相互垂直且存在延迟的线偏振脉冲组合成的正交偏振场及基于该偏振场的双光学控制场与氦原子作用获得高次谐波及阿秒脉冲的研究。主要研究内容如下:1、利用莱温斯坦强场近似模型理论数值模拟了两束偏振方向相互垂直的4飞秒的线偏振脉冲组合得到的正交偏振场辐照氦原子的高次谐波和孤立阿秒脉冲。研究发现,两脉冲的时间延迟设置为1.25光学周期时,可以得到从190次至290次都连续的谐波谱。对比相同条件下的单一驱动脉冲辐照氦原子得到的谐波谱,正交偏振控制方案获得的谐波谱的超连续波段更宽。叠加超连续波段,能够得到脉宽108阿秒的孤立脉冲。2、基于上述正交偏振控制方案,我们进一步开展了双光学控制脉冲辐照氦原子得到高次谐波及孤立阿秒脉冲的研究。我们提出的双光学控制方案是在正交偏振场中加入二次谐波,通过改变相邻的半个光学周期间的振幅差,得到强度较高且具有超连续谱带宽的高次谐波发射。数值模拟中首先使用了4飞秒的正交偏振场叠加二次谐波组成了双光学控制场,通过调整激光脉冲间的时间延迟和相差,能够得到效率较高且具有宽带超连续谱的高次谐波谱,经傅里叶变换后可以得到脉宽143阿秒的孤立脉冲。为进一步放宽对入射驱动脉冲的要求,数值模拟中也采用了脉宽为7飞秒的双光学控制脉冲辐照氦原子,同样得到了效率较高且具有宽带超连续特点的高次谐波发射谱。通过傅里叶变换得到了124阿秒的孤立短脉冲。相比起传统的双光学控制方案,基于正交偏振的双光学控制方案不仅在实验中较易操作,同时克服了传统方案中对驱动脉冲的脉宽和强度的限制,也避免了传统方案中因预电离的存在导致相位不匹配的弊端。