超短脉冲激光在等离子体中的极端非线性光学现象是"快点火"激光核聚变，激光加速粒子等重大前沿基础研究的关键物理过程之一。本项目针对相对论强度的飞秒激光在大密度范围等离子体中的成丝不稳定性，超连续光谱，非线性Thomson散射等极端非线性光学现象进行深入研究，并开展Schwinger极限光强附近的真空非线性光学，真空击穿等量子电动力学问题的前瞻性的探索。具体研究内容包括从理论和实验两方面研究相对论强度的飞秒激光在等离子体中的成丝，成辫等现象的机理，实现超短脉冲激光在等离子体中稳定传输；对超短脉冲激光在等离子体中产生的延伸至x射线波段的光谱展宽进行理论分析和实验研究；利用相对论强激光与电子的非线性Thomson散射产生准直性好的x射线辐射；对极端强激光场在真空中可能诱发的非线性光学效应进行理论上的预言。争取在超短脉冲激光的极端非线性光学这一新兴前沿领域做出重要的原创性贡献。