超快飞秒激光与气体介质相互作用产生的高次谐波可以提供从极紫外到X射线的新光源。高次谐波是一种具有良好的时间和空间相干性的桌面光源,与传统的同步辐射光源和自由电子激光等相比具有很大的优势,是研究超快时间分辨的阿秒泵浦-探测光谱和电子动力学探测的重要工具。本文理论研究了从频域上优化两色组合场激光波形来拓展单原子高次谐波截止能量,以及结合宏观传播效应产生孤立阿秒脉冲的方案。具体研究工作如下:第一,研究了利用基因遗传算法优化双色激光场。通过在频域上优化两色啁啾激光脉冲形成的“时间门”,与相同输入能量的800nm单色光相比实现了高次谐波截止能量的拓展。考虑了宏观传播之后,高次谐波发射峰中的长轨道电子贡献被抑制,导致它的持续时间缩短,产生了X射线波段内脉冲宽度为200 as左右的孤立阿秒脉冲。第二,研究了宏观传播过程中的相位匹配因素。改变宏观参数可以实现两色优化激光脉冲产生的高次谐波的相位匹配,提高谐波产生效率。第三,使用波长更长的两色组合激光场,对更高截止能量的高次谐波产生进行了优化。研究发现,利用长波长激光可以有效的拓展高次谐波截止能量,但是会降低谐波整体产生效率。