随着飞秒激光技术与应用的不断发展，对飞秒激光脉冲的要求也越来越高。首先在激光脉冲峰值功率上，由于激光放大技术的发展使得激光脉冲的峰值功率到达太瓦甚至拍瓦量级。拍瓦量级激光脉冲聚焦后峰值功率密度可以达到大于1021W/cm2，在实验室中创造了前所未有的极端物理条件。这种强激光在激光电子加速、实验室天体物理、激光可控核聚变（惯性约束核聚变，ICF）点火研究等强场激光物理的研究中有非常重要的应用。然而，在强激光与物质相互作用时，若预脉冲的聚焦峰值功率达到1011W/cm2时，会在主脉冲到达靶材料之前形成预电离，从而改变激光脉冲与物质相互作用的物理机理或者损坏靶材料。因此，在提高主脉冲峰值功率的同时，为防止预电离的形成，抑制预脉冲和自发辐射本底的强度，提高超短超强激光脉冲的时域对比度已经成为当前超短超强激光研究与应用的重点之一。　　本论文的内容主要是采用自衍射效应和利用平凹BaF2晶体的XPW技术提高飞秒激光脉冲时域对比度的研究。　　主要研究成果如下:　　1.搭建了利用自衍射(SD)方法来提高飞秒激光脉冲的时域对比度的实验装置。这种SD方法不需要偏振元件来分离产生的SD信号光，可获得更高对比度的激光输出。SD效应还可以平滑光谱，展宽光谱，压缩脉冲宽度，改善光斑质量。　　2.提出并且实验实现了利用直角等腰棱镜来减小SD信号光角色散的新方法。在SD效应实验中通过在一路入射光中加入直角等腰棱镜引入与SD1信号大小相同的预补偿角色散来减小SD信号光的角色散。实验中，当到棱镜表面的入射角为23度，到融石英平片入射夹角在1.26到1.56度之间时，我们将800nm/38fs的飞秒激光产生的SD1信号的角色散减少到无棱镜情况下角色散大小的四分之一。　　3.首次提出利用平凹形状的BaF2晶体产生XPW效应来提高飞秒脉冲对比度。这一平凹结构可以避免以往利用平片BaF2晶体在空气中的成丝现象，可以提高入射光能量，简化光路结构。并且平凹晶体则能利用自身的平凹结构，对入射光束有发散的作用，因此在一定程度上能够抑制入射光束的自聚焦效应，从而可以提高入射光的光强和晶体长度，进而提高XPW的转换效率。初步实验表明，利用平凹BaF2晶体的XPW产生效率要比同等条件下平片的效率高，效率由原来的11.4％提高到现在的13.5％。　　4.参与搭建了基于瞬态光栅效应的集成飞秒脉冲测量装置，在同一装置中实现了自参考光谱干涉和FROG两种方法对800nm/40fs飞秒激光脉冲的脉宽和相位测量。这一装置大大地拓展了飞秒脉冲装置的适用范围。