高强度的飞秒激光脉冲在透明非线性介质中传输时会经历一系列物理过程，比如：光学克尔自聚焦，等离子体散焦，等离子体和多光子吸收以及材料的衍射和色散，这些物理过程的相互作用就会形成光丝。超短脉冲激发线性分子，分子主轴沿着光场偏振方向取向，这种取向行为在光场结束后会周期性地出现，被称为分子的非绝热（无外场）取向行为。本论文工作主要研究了飞秒探测光丝在泵浦光激发的无外场取向分子中的传输过程。论文的工作包括以下主要内容：　　 第一，从实验和数值模拟两个方面系统地研究了泵浦脉冲激发的分子无外场取向过程对后续传输的探测光产生的相位调制作用。通过调节探测光相对于泵浦光激发的延迟，实现了对探测光输出光谱红移和蓝移过程的控制。该结果可用于远距离探测分子无外场取向信号；连续调谐飞秒激光脉冲中心波长。　　 第二，研究了分子无外场取向过程引起的时间-空间折射率调制，发现由分子无外场取向引起的交叉聚（散）焦现象。发展了一种基于交叉聚（散）焦效应的偏振探测技术，实现对取向分子瞬时转向区分。利用分子无外场取向诱导的交叉聚（散）焦效应，控制了后续传输的飞秒光丝多丝动态。　　 第三，利用平行取向的CO2分子诱导的交叉聚焦效应，增强了后续传输探测光丝的成丝动态，实验上观测到探测光丝宽带输出光谱。该方案实现了具有可调控紫外截止波长的超连续白光输出，同时抑制了飞秒光丝多丝分裂。而且，比较了探测光丝在预先发生无外场取向的O2和N2分子中传输时，探测光输出超连续白光的异同。　　 第四，研究了空气中双原子分子无外场取向过程对探测光丝成丝动态的影响。发现垂直取向的空气分子诱导的交叉散焦效应可以缓和高能量探测光脉冲的聚焦程度，实现了探测光丝可控超宽带光谱输出及等离子体通道长度显著增长。输出的可控超连续白光的单脉冲能量达到1.8mJ，并且具有极好的空间分布，这是目前在大气中获得空间不分裂的大能量超连续白光的有效方案之一，同时也是极具潜力的在大气中操控飞秒光丝等离子体通道长度的新方案。　　 第五，研究了空间平行传输的两光丝间相互作用。发现了克尔效应引起的自相位调制和交叉相位调制、等离子体和分子取向引起的交叉聚（散）焦效应在不同时空范围内引起空间平行的两光丝间吸引和排斥作用，实现了微米尺度超短脉冲传输的精确控制。该方案还可用于甄别光丝相互作用中复杂机制：克尔效应，等离子体和分子取向。