自从上世纪60年代成功研制第一台激光器之后不久，人们就开始进行激光与材料相互作用的研究。随着对激光领域的深入研究，激光脉冲的时域宽度被压缩得越来越短，纳秒(10-9s)量级到了皮秒(10-12s)量级直至飞秒(10-15s)量级。由于飞秒激光的高脉冲功率密度，在激光微细加工中具有独特的优越性，使得超短超强脉冲激光烧蚀材料有广阔的应用前景。同时激光损伤限制了人们从高功率激光系统希望得到的最大激光功率，它也限制了能够透过窗口、透镜和其他光学元件的激光功率。用理论分析方法来确定材料的烧蚀阈值，从而可以提高材料的加工精度，促进激光加工技术的实用化。因此建立理论模型分析超短超强激光烧蚀材料过程具有重要的现实意义。 本论文的研究内容分为四部分。第一部分介绍了超短超强脉冲激光器的发展状况及其广泛应用。第二部分以飞秒脉冲激光为例，阐述了超短超强激光与物质相互作用的机理及其烧蚀特性。指出了长脉冲烧蚀与短脉冲烧蚀机理的不同，同时指出短脉冲激光烧蚀独特的优越性。第三部分修正了电子数密度速率方程模型。在理论分析基础上，考虑了通过Keldysh的光电离和Thornber的雪崩电离两种非线性电离机制来产生电子，同时通过电子扩散到激光聚焦区以外以及电子与离子的复合使电子数减少，建立研究电子数密度随时间变化的新的速率方程模型。当产生的电子数密度超过临界密度(criticaldensity)时，材料即被破坏，从而可以确定材料的烧蚀阈值。第四部分通过数值分析方法求解速率方程，研究不同脉冲宽度的激光作用到熔石英(FusedSilica)晶体上所得结果，确定出不同脉冲宽度作用下，熔石英(FusedSilica)晶体确定的烧蚀阈值。指出对于较短脉冲宽度的激光，光电离将产生大部分的自由电子；而对于长脉冲激光，雪崩电离将占主导地位。 将此模型所得结果与Stuart等人结果比较，发现用此模型研究超短脉冲激光对材料的烧蚀过程与实验结果更加接近。最后，讨论了该模型的不确定性因素。从而，此研究为建立更精确，更符合实验结果的理论模型提供较为系统的理论依据，加快了激光加工技术的实用化，使超短脉冲激光技术应用更加广泛。