由非线性晶体颗粒烧结成的多晶材料在宏观上是各向同性的,但由于各晶粒取向的随机分布,激光与其发生作用时产生的非线性极化存在相干增强的可能,且非线性转换效率统计均值与互作用长度存在线性关系,这被称作随机准相位匹配(RQPM)。与双折射相位匹配(BPM)及准相位匹配(QPM)相比, 多晶材料的RQPM在带宽方面具有明显优势,因此多晶材料在宽带飞秒激光的频率变换中具有重要意义。近年来,基于多晶材料RQPM的差频(DFG)、倍频(SHG)及高效率光参量振荡器(OPO)等相继诞生,为实现超连续谱及宽带光频梳提供了一种低成本的新选择。对RQPM技术与理论的发展过程及研究现状进行了综述,对超宽带RQPM频率变换的最新重要成果进行了讨论,介绍了多晶陶瓷处理及建模的基本方法,并展望了RQPM发展前景,以期能够为国内超快激光及非线性光学频率变换等领域的研究提供参考。

介绍了宽频带的高功率钕玻璃激光进行频率变换的意义、存在的困难和目前高效宽带谐波转换技术的一些进展。在详细分析已有的多种谐波转换技术（如光谱角色散技术、啁啾匹配技术、晶体级联、折返点匹配等）的特点和局限性的基础上, 提出一种新颖的宽频带钕玻璃激光三倍频转换方案——组合激光工作模式方案（宽频带激光与窄带激光进行混频）。对该方案的转换带宽进行了数值研究，讨论了其转换带宽提高的内在物理原因，并分析了该方案在高功率激光装置中的应用前景。

在二次谐波转换中，基频光和倍频光的群速失配是限制转换带宽的主要因素。利用折返点匹配的宽带谐波转换技术能同时实现基频光和倍频光的相位匹配和群速匹配，理论计算表明在折返点匹配的情况下，倍频转换带宽将显著增加。分别利用厚度10 mm，氘含量12%的KD*P晶体和厚度12 mm的KDP晶体对中心波长为1053 nm，谱宽为31 nm，能量为620 μJ的基频光进行折返点匹配二倍频和传统二倍频的对比实验，前者取得了22 nm的转换带宽，远大于后者7 nm的转换带宽。实验结果证实了理论计算的正确性，显示了折返点匹配宽带谐波转换技术的优越性。相应地，前者转换效率为25%，大于后者20%的转换效率，导致倍频转换效率较低的主要因素是入射基频光的光束质量和光谱质量较差。