应用非线性频率变换技术的短波固体激光器在先进研究、生物医疗和工业生产等领域广泛应用，而走离效应是影响非线性变换效率的关键因素。为了实现更高效率的二倍频转换，各种减小走离效应的结构优化方案被提出，多种二倍频效率模型被建立，但是这些模型在普适性和影响因素全面性上还有所欠缺。文中在理想二倍频效率模型的基础上，提出一种非线性晶体走离效应下的二倍频效率模型，对于空间走离过程进行了更为充分的研究，将二倍频过程的多种因素都进行了细化分析。该模型有两个优势：一方面可以从多种参数的角度更精确地对平行传输光束与聚焦光束的二倍频效率分别进行预测；另一方面可以实现最佳二倍频晶体种类和最佳二倍频晶体长度的选择。

基于固体介质的拉曼频率变换是产生新波段激光的有效技术方案。利用1572 nm KTP光参量振荡器腔内泵浦KGW晶体，实现了1616 nm （2阶）、1638 nm （3阶）、1662 nm （4阶）、1686 nm （5阶）、1711 nm （6阶）拉曼激光输出，其中1711 nm占据主导地位。激光器最大总平均输出功率为1.13 W，最小脉冲宽度为20 ns。该多阶级联拉曼变频对应的单阶平均拉曼频移为86 cm⁻¹，与文献报道的KGW晶体低频拉曼模式相吻合。采用1572 nm KTP光参量振荡器作为拉曼激光器的腔内泵浦源有两个优势，一方面可以有效拓展拉曼变频的输出波长，另一方面可以基于光参量振荡器的脉冲窄化特性为后续多阶拉曼转换提供高强度的泵浦光。通过引入多阶级联拉曼变频的方案，为有效利用固体介质非常规低频移拉曼模式提供了新思路。

中红外激光具有多种优势，可以广泛地用到生物、化学、物理等科学研究领域。通常采用直接激射和非线性频率转换这两种方式产生中红外激光，然而，为了实现中红外宽带超短脉冲的发射，非线性频率下转换是现今的唯一方法。脉冲内差频（IP-DFG）是一种简单的非线性频率转换方法，文中对红外IP-DFG的工作做了详细的回顾，从中红外激光晶体和基于IP-DFG产生具有超宽带的中红外超短脉冲的先进工作两个方面做了综述和评论，分别比较了非线性晶体类型、驱动脉冲源、产生超宽带中红外脉冲的光谱范围、转化效率等，并在最后讨论和阐明了IP-DFG领域面临的机遇和挑战。

对全固态飞秒激光三倍频产生高光束质量343 nm飞秒激光进行了系统研究。基频光源为脉冲宽度为105 fs、重复频率为76 MHz、中心波长为1 030 nm的商用Yb：KGW锁模激光器，利用1.7 mm长LBO晶体获得60%的二倍频转换效率，然后分别研究了基于BBO晶体Ⅱ类相位匹配和Ⅰ类相位匹配的三倍频产生。在基频光功率为5 W的条件下，利用Ⅱ类相位匹配的BBO晶体，获得的最大平均功率为0.71 W，三倍频转换效率约为14%；利用Ⅰ类相位匹配的BBO晶体，获得平均功率为1.01 W的紫外激光输出，三倍频转换效率为20.2%。获得的343 nm紫外激光的光束质量优于1.3。

A 125 MHz fiber-based frequency comb source in the mid-infrared wavelength region is presented. The source is based on difference frequency generation from a polarization-maintaining Er-doped fiber pump laser and covers a spectrum between 2900 cm^-1 and 3400 cm^-1 with a simultaneous bandwidth of 170 cm^-1 and an average output power up to 70 mW. The source is equipped with actuators and active feedback loops, ensuring long-term stability of the repetition rate, output power, and spectral envelope. An absorption spectrum of ethane and methane was measured using a Fourier transform spectrometer to verify the applicability of the mid-infrared comb to multispecies detection. The robustness and good long- and short-term stability of the source make it suitable for optical frequency comb spectroscopy of hydrocarbons.