انتشار پالس‌های لیزر فوق‌کوتاه و پرتوان در هوا به‌صورت نظری و عددی بررسی شده است. در این پایان‌نامه، با چشم‌پوشی از اثرات پراش و چیرپ‌شدگی (بسامد متغیر) پالس و در نظر گرفتن اثرات خطی و غیرخطی از جمله پاشندگی سرعت گروه، اثر کر، یونیزاسیون، واگرایی پلاسما و .. به بررسی انتشار پالس لیزر فمتوثانیه می‌پردازیم. در ابتدا نگاهی به نظریه لیزر و پالس‌های لیزر فوق‌کوتاه کرده، سپس فرآیندهای مؤثر بر انتشار پالس لیزر فوق‌کوتاه و رشته‌ای شدن را بررسی می‌کنیم. در نهایت، با بررسی اثرات اپتیک خطی و غیرخطی، معادلات انتشار پالس لیزر فوق‌کوتاه را حل می‌کنیم. معادله حاکم بر انتشار پالس لیزر در هوا را با روش عددی گام مجزا فوریه (Split-Step) با استفاده از برنامه Matlab شبیه سازی می‌کنیم، که در آن یک پالس با نمایه گاوسی را با طول موجی در حدود 800 نانومتر، طول زمانی پالس در بازه 5/12 تا 100 فمتوثانیه، عرض شعاعی پالس 5/1 میلی‌متر و انرژی‌های مختلف پالس در بازه 5/1 تا 5/2 میلی‌ژول را لحاظ کرده و موقعیت آن‌ها را در هوا شبیه‌سازی می‌کنیم و رشته‌ای شدن، پهن‌شدگی و تغییرات انرژی و شدت پالس لیزر فمتوثانیه را در فواصل مختلف انتشار بر حسب زمان و شعاع مورد بررسی قرار خواهیم داد.
