对光参量放大的相位匹配进行了研究，建立了产生超宽增益带宽参量放大相位匹配的一般物理模型，依据这一模型，在只给定抽运光波长和晶体参数的条件下，可以确定超宽带相位匹配结构和信号光匹配波长。以偏硼酸钡(BBO)晶体为例进行了模拟计算，结果表明，非共线相位匹配的两种不同结构有着相差极大的晶体接收角。讨论了如何优化非共线相位匹配结构参数以便得到极大增益带宽和极佳晶体接收角的问题。对BBO晶体光参量放大的光谱相位匹配的计算结果可以为多光束抽运或多阶段光参量放大的设计提供理论依据。

建立了光参量啁啾脉冲传输放大(OPCPA)的物理模型，采用分步傅里叶算法编写了三维OPA+CPA 数值模拟程序，利用该程序可以研究OPCPA 系统中的能量放大、增益窄化、自相位调制、空间自聚焦以及脉冲的时间信噪比等问题，对OPCPA 系统进行优化设计。利用该程序对神光II 第九路拍瓦升级系统(SG-II-U-PW)进行了数值模拟研究，计算结果表明，第九路光路无需作太大改动即可满足拍瓦升级指标，并提出了第九路主放大链的两种运行方案。三维OPA+CPA 模拟程序经过简单修改后也可以对飞秒(fs)OPCPA 系统、以及未来峰值功率为exawatt 级(1018 W)的激光系统进行优化设计。