提出了一种基于电光效应的新型光参量放大方案,理论分析了磷酸二氘钾(DKDP)晶体增益带宽随氘化率的变化特性,研究了70%和95%氘化率的DKDP晶体在不同电场强度下的增益带宽变化特性。在885 nm中心波长处,对70%氘化率的DKDP晶体施加大小为1.67×10 5 V/m的场强时,增益带宽可从90 nm拓宽至124 nm;在808 nm中心波长处,对95%氘化率的DKDP晶体施加大小为1×10 5 V/m的场强时,增益带宽可从52 nm拓宽至68 nm。结果表明,在光学参量放大系统中,通过线性电光效应可以有效拓宽系统的增益带宽,同时可通过电光调制调节增益谱的中心波长,以进行连续波长调谐,在高能超短激光系统中具有很大的应用前景。

建立了宽带光参量放大数值模拟平台，并基于此对宽带光参量放大系统的能量转换效率提升进行优化设计，根据模拟计算结果可以对实验中能够达到的最优化能量转换效率进行预判。建立了验证实验平台并进行了实验，研究并攻克了实验中遇到的参量荧光抑制、信号光，泵浦光空间精确匹配、脉宽精确匹配、时间波形整形等关键技术难点。在抑制参量荧光的同时实现了宽带光参量放大过程能量转换效率的提升，在单级宽带光参量放大过程中获得了30%的能量转换效率。

介绍了基于非线性光学参变过程产生和放大中红外可调谐超短激光脉冲的主要方法，比较了参变振荡、差频产生、光学参变放大和啁啾脉冲光学参变放大等4种产生与放大方法的技术特点，重点评述了最近10年来国内外利用光学参变放大和啁啾脉冲光学参变放大实现大增益宽带和高峰值功率输出的最新进展。探讨了获得更高能量/功率和更短脉冲(更大带宽) 中红外激光输出的关键问题和技术瓶颈及其解决途径。