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在稀薄气体中,碰撞伴通过吸收或辐射光子结合成分子。迄今为止,人们对缔合反应的研究远不如其逆过程解离反应。但随着激光冷却和捕获原子技术的发展,越来越多的理论和实验研究开始关注光缔合过程。其中利用超快激光探测、控制缔合反应仍处于初始阶段,存在很多挑战。本文的目的是研究超快激光场中极性双原子分子的光缔合反应。利用量子波包方法解含时薛定谔方程来揭示反应的动力学过程。首先,我们研究了红外激光场中光缔合反应的态选择性。通过模拟激光辅助碰撞反应I+H→HI,揭示了激光脉冲参数与碰撞能对产物HI振动态布居的影响。我们还研究了He+H~+→HeH~+反应中基态的多光子缔合过程。碰撞能与中间态的选择决定了多光子跃迁几率的大小。通过辐射两个或多个光子,碰撞伴He+H~+可以从连续态跃迁至v=0的束缚振动态生成稳定分子HeH~+。第二,研究了单色光和双色光诱导下的H+D~+与H~++D缔合反应。缔合反应生成于两个通道:(ⅰ)H(1S)+D~+→HD~+,(ⅱ)H~++D(1S)→HD~+。通过通道(ⅱ)的反应几率大于通道(ⅰ)。产物H~++D与HD~+的产率可以通过激光场进行控制。与单色光相比,双色光可以有效地降低解离,从而增加产物HD~+的产率。在超低温条件下,利用两束chirped脉冲完成缔合反应。第一束脉冲用来使碰撞伴加速,以增加进入反应区内的粒子数。第二束脉冲诱导反应物生成HD~+分子。产物的布居取决于第一束脉冲的chirp参数。第三,研究了光解离与光缔合反应同时发生情况下H+Cl~+的激光诱导碰撞过程。理论计算表明,产物分子HCl~+的解离几率及解离碎片的分支比取决于缔合几率。来自于高振动束缚态的解离碎片的动能谱宽度要大于低振动束缚态解离碎片的动能谱宽。