激光与物质的相互作用是原子分子光物理研究领域的热点和前沿问题之一。原子分子在飞秒强激光场作用下产生的一些非线性强场物理现象,对阿秒物理、量子调控等新兴学科的发展有非常重要的意义。其中,强场电离是诸多强场物理现象中最基础和最重要的环节。对强场电离的深入研究,有助于深入理解和解释原子分子与强激光场作用中的新机制和新规律。与原子相比,分子由于其具有多样的几何结构,额外的核自由度和复杂的分子轨道等,使其强场电离的动力学更加复杂。多中心干涉,多重轨道贡献和分子核运动等效应都影响着分子的强场电离,从而引起了广泛的研究兴趣,研究结果不断揭示着飞秒强激光与分子相互作用产生的新现象和新效应。本论文主要利用飞行时间质谱测量了具有不同结构的三原子分子,CO₂,OCS,N₂O和NO₂,在800nm,50fs的强激光场作用下的强场电离和碎片化过程。通过测量各个离子的产率随激光参数的变化关系,分析了影响分子强场电离/解离的因素。本论文对于深入理解三原子分子的强场电离机制,进而认识多原子分子在超快强激光场中的电离和相关物理过程具有重要的意义。论文主要获得以下结果:1)系统地研究了飞秒激光场作用下CO₂,OCS,N₂O和NO₂分子的母体离子和各个碎片离子的角分布。发现两端的原子主要沿着激光的偏振方向出射,而中心原子的角分布却各不相同,CO₂中的C离子具有垂直方向上的椭圆角分布,OCS分子中的C离子表现出四叶草图案的角分布,N₂O和NO₂分子中的N离子在平行和垂直方向上都有最大值的角分布。分析表明,两端原子的角分布中强烈的各向异性来源于分子HOMO轨道的几何准直效应,而中心原子的角分布不仅与分子结构和电子轨道对称性有关,还需要考虑内壳层电子轨道对分子强场电离的贡献。2)测量了50fs,800nm强激光场作用下N₂O分子中不同离子的产率对激光强度和椭偏率的依赖。发现在2.0×10¹³W/cm²至3.6×10¹⁴W/cm²激光强度范围内,N₂O分子的强场电离以隧穿电离为主要机制。碎片离子的产率明显依赖于激光椭偏率;且随着价态的增加,依赖程度逐渐增强。分析表明,高价离子主要通过N₂O的非序列多电离产生的母体离子的解离或库仑爆炸形成,激光诱导的电子重散射过程对高价母体离子的形成非常重要。