飞秒激光具有超短的脉冲宽度和超强的峰值功率,与透明介质之间的相互作用是非线性的。这个非线性过程中有很多新的物理现象,如超连续光的产生,激光脉宽的自压缩等,引起了研究者们的广泛关注。各种激光参数如激光强度、脉冲宽度、聚焦数值孔径大小等,都会对激光与物质之间的相互作用有所影响,同时激光的偏振状态对相互作用过程的影响也是非常大的。目前关于激光偏振影响方面的研究还不是很全面,已有的研究工作也存在着相互矛盾的结果,而理论上也没有大家公认的解释。针对这个,本文研究了激光偏振状态对激光物质相互作用过程会造成的影响。　　首先本文研究了入射激光的偏振状态对各向同性介质中产生白光的偏振性质的影响。关于各向同性介质中,产生的白光能否保持入射光偏振状态,学术界还是存在一定争议的。从激光的传输方程上看,各向同性介质中产生的白光是应该保持入射光偏振方向的,而这方面的实验结果,既有支持该推测的,也有与该推测不一致的。本文用飞秒激光与水之间相互作用,产生白光,研究其偏振性质。通过对实验中聚焦透镜产生的偏振微扰的不同处理,发现如果入射飞秒激光脉冲是完全线偏光,其在样品水中非线性传输产生白光的偏振是保持入射光偏振方向的。但在实验中,聚焦透镜会给激光带来偏振微扰,而这个偏振微扰在激光的非线性传输中被极大地放大,从而造成了白光的不保偏。物理机制上,三阶非线性极化项的两个垂直偏振电场分量之间的交叉相位调制(XPM)是偏振微扰放大的主要原因。本文的研究工作理清了在不同实验中,飞秒激光与各向同性介质相互作用产生白光的保偏性不同的原因,为线偏白光的应用提供了一个保偏方案。　　其次本文还研究了聚焦的飞秒激光脉冲在单轴晶体KDP中传输产生白光的偏振特性。发现出射白光的退偏度与入射光的偏振微扰在横截面上有着相同的空间分布模式,但在数值上大大增加。聚焦的入射激光从空气入射到KDP中,会产生偏振微扰,而这个微扰在非线性传输中被放大,并最终导致了产生白光的较大的退偏度。这与本文在水中的实验结果是一致的。同样这个偏振微扰的放大来源于三阶非线性极化项中两个垂直方向光场之间的交叉相位调制。本文的研究工作为非线性光学晶体在飞秒激光中的应用提出了需要注意和解决的问题。　　然后本文研究了聚焦的飞秒激光在熔融石英样品中传输时由于其线偏性导致的光场空间分布对称性改变。单脉冲实验结果表明:一定的实验条件下,激光脉冲在各向同性介质石英玻璃中传输时,等离子体产生的初始阶段,其在横截面上的分布是椭圆形的,而且椭圆的长轴平行于激光偏振方向:在激光的传输过程中,其分布又从椭圆逐渐过渡到圆。初始的椭圆分布归因为激光传输中的矢量效应,而之后的从椭圆到圆的演化是椭圆分布等离子体各向异性散焦的影响。矢量效应影响的大小对激光能量、聚焦条件等实验参数的依赖很大,所以矢量效应的影响在不同的实验条件下是不同的。本文的工作为飞秒激光在微加工方面的应用提供了指导。