氢原子由于其简单的结构且具有代表性，可以解析的解释很多量子问题。在量子力学中，氢原子作为一个很重要的原子，它是量子模拟以及对理论结果进行实验验证的理想对象。相比于其他重原子，处于s、p轨道的非简并激发态的氢原子，在激光作用过程中其循环周期大，更易于利用飞秒激光脉冲进行操控其量子态的转移与耦合。因此要想利用飞秒激光脉冲制备原子的spn杂化轨道，那么氢原子是最合适的原子。杂化轨道的功能非常强大，可以解释分子或原子的很多结构，它们可以帮助我们理解分子的形状、键长和能量、电荷的分布和电偶极矩等。在本论文中，我会展示利用一系列飞秒激光脉冲制备氢原子的sp、sp2以及sp3杂化轨道的数值模拟过程。这种模拟可以为实验制备这些杂化轨道提供优化可控的飞秒激光脉冲参数，激光脉冲包括一系列的高斯型脉冲及其子脉冲。　　本研究主要内容包括：⑴根据s、p轨道的叠加，构建态选择性氢原子杂化轨道的普适表达式：n|sp=1(n+1)?2s+ n(n+1)2p。⑵根据光与物质相互作用相关理论方法，研究二能级体系与飞秒激光的相互作用。然后计算所需的氢原子的哈密顿量矩阵元，利用Fortran语言程序优化计算一系列飞秒激光高斯脉冲的参数。⑶利用第二步获得的飞秒激光脉冲实现飞秒激光操控量子态的精确转移，成功制备氢原子的九个不同的杂化轨道，并分析杂化轨道原子偶极矩随时间的演化关系。