提出了全固态双共振KTP Ⅱ类相位匹配腔内和频连续波578 nm黄光激光器，利用两种增益介质YbYAG和NdYAG分别得到1030 nm和1319 nm基频谱线，通过KTP Ⅱ类临界相位匹配进行腔内和频实现了578 nm黄激光输出。实验中输出578 nm黄激光，同时输出582 nm和频光成分。通过光谱分析，该现象是由于NdYAG晶体中对应能级跃迁为R2→X3的1338 nm谱线起振，并与1030 nm谱线产生了和频作用。当YbYAG和NdYAG的抽运功率分别为10.3 W和3.7 W时，得到55 mW的黄激光输出，并且在30 min内的功率稳定性优于4.7%。利用格兰棱镜测量了基频光与和频光的偏振特性，结果表明，对于两个各向同性的激光晶体而言，谐振腔结构以及和频晶体的方位角均影响其相应基频光的偏振特性，两者均可使基频光的偏振方向向有利于和频作用的偏振方向改变。

实验采用激光二极管阵列(LDA)端面抽运Nd∶YVO4晶体，腔内产生1064 nm 和1342 nm 双波长振荡，通过非线性晶体LBO 的I类相位匹配产生连续输出的593.5 nm 和频光。在不同的实验条件下，测量并分析了噪声特性，并用法布里-珀罗干涉仪和光束轮廓仪分别测量了593.5 nm 激光在低噪声与高噪声状态下的纵模结构与横模模式。结果表明：I类相位匹配的和频光噪声情况与其纵模结构密切相关，而抽运功率和谐振腔微调对和频光的纵模结构有很大影响。激光输出在多纵模结构不稳定时的噪声要高于多纵模结构稳定时的噪声。并且激光输出为高阶横模模式时，也会引起激光噪声的增大。

基于非线性差频技术，利用AgGaS2晶体通过二类相位匹配条件（e+o→e）产生了5～12.5 μm宽调谐差频激光(DFG)输出。抽运光源是一个再生激光放大系统，它由连续的Littrow结构光栅外腔半导体激光器和锥形半导体放大器组成，调谐范围为760～790 nm，最大输出功率可达800 mW(780 nm)。信号光源是连续可调谐钛宝石激光器，调谐范围为790～910 nm, 最大输出功率可达760 mW(806 nm)。差频激光在7.0 μm附近获得的最大输出功率为1.076 μW。基于产生的差频激光，采用直接吸收光谱方法测量了实验室大气中的水汽在7.0 μm附近(000→010）吸收带的吸收光谱。在19.0 cm的吸收光程条件下,依据记录的大气中水汽的吸收光谱获得了实验室大气中水汽的浓度。

在对描述I类相位匹配倍频过程的耦合波进行分析的基础上,发现不同初始条件下倍频过程中基频光和倍频光强度变化情况不相同。当注入倍频光能量不为零,且初始相位满足一定条件时,能量会在基频光和倍频光中循环交换。利用倍频过程中的这个循环过程,提出在倍频过程中注入倍频种子光(简称倍频注入)以实现稳定的倍频能量输出,并用数值模拟计算结果证明了倍频注入方法的有效性。进一步的数值模拟研究结果表明：倍频注入方法中可以通过改变注入的倍频种子光强和倍频种子光与基频光之间的相对相位来调节实现稳定倍频输出所需的倍频晶体长度。

提出利用Ⅱ类相位匹配方法实现稳定倍频输出，并对该方法进行了理论分析和数值模拟。数值模拟是对KTP晶体xy平面内的Ⅱ类相位匹配倍频过程进行的。数值计算结果表明，Ⅱ类相位匹配倍频过程中，当基频光以除最佳入射偏振角之外的偏振方向入射时，倍频强度曲线随倍频晶体长度增加而呈周期性变化；由于这种周期性变化的存在，当基频光起伏变化时，倍频强度曲线会交叉汇聚，出现倍频稳定区；当偏离角(入射偏振角与最佳入射偏振角差值)一定时，随着基频光入射强度的增大，实现稳定倍频输出所需的倍频晶体长度减小，稳定输出时倍频效率不变；当基频光强度一定时，随着偏离角的增大，倍频输出稳定性提高，倍频效率稍有下降。

The noncollinear optical parametric amplification of BBO (β-BaB2O4) type-Ⅱ phase matching is theoretically investigated. The phase matching angle is calculated under different noncollinear angles. It shows that BBO type-Ⅱ phase matching has very narrow bandwidth in the simulation of the gain spectrum, which is confirmed in the numerical calculation of the parametric bandwidth. The dependence of the parametric conversion efficiency on the crystal length is simulated. The effects of the non-synchronization of the pump-pulse and signal-pulse and the shape of the incident signal-pulse on the parametric conversion effciency are also discussed. The parametric conversion efficiency has a maximum of 25% corresponding to the optimized crystal length and synchronization. The results indicate that BBO type-Ⅱ phase matching has very narrow parametric bandwidth and gain bandwidth. The approach is useful to the study of the narrow band optical parametric amplification. It also makes BBO crystal more useful in the optical parametric amplification.

理论研究了BBO晶体在Ⅱ类相位匹配下非共线情况时的参量放大特性。计算了在不同非共线夹角下的相位匹配角度。在增益谱分布的模拟计算中发现Ⅱ类匹配具有非常窄的增益带宽,并在其参量带宽的模拟计算中得到了证实。数值模拟了转换效率随晶体长度的变化曲线。分析了抽运光脉冲和信号光脉冲的时间不同步以及初始输入的信号光脉冲形状对转换效率的影响。选择最佳晶体长度和同步时间,最大转换效率可达到25%。研究结果表明BBO的Ⅱ类相位匹配具有非常窄的参量带宽和增益带宽,这对于窄带的激光参量放大的研究有重要意义,并拓宽了BBO晶体在光参量放大技术中的用途。