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随着超强超短激光技术的发展，激光脉冲的波长正在从钛宝石800nm波长往更短和更长的方向拓展，以应用于更广泛的研究中。光参量放大器(Opticalparametric amplifier，OPA)作为一种重要的中红外超强超短激光脉冲光源产生方案，拓宽了激光脉冲的光谱范围。本文研究了光参量放大过程的特点，设计并部分搭建了基于不同非线性晶体的不同波长的OPA，提出了一种周期性晶体，以及提出了一种基于中红外激光脉冲的单阿秒脉冲产生方案。 本论文的工作包括四个部分，主要的结果和创新点如下: (1)模拟了硒化镓(GaSe)晶体中的光参量放大过程，设计了用GaSe作为非线性晶体的可调谐的OPA。该OPA的闲置光波长为10～16μm，对于延伸高次谐波(High-order harmonic generation，HHG)的光谱范围，产生keV光子能量的X射线光谱非常重要。 (2)理论上提出并研究了一种周期性的晶体结构。这种周期性晶体可以极大地简化常规的多级OPA的结构，并将信号光的峰值功率密度提高60％，能量转化率提高1.5倍。通过简化OPA系统结构，有可能大幅度提高多波长混合系统的稳定性。 (3)设计并部分搭建了用偏硼酸钡(Barium metaborate，BBO)作为非线性晶体的三级OPA和两级OPA的多波长混合系统。其中三级OPA的闲置光波长为2μm，信号光波长为为1.33μm，两级OPA的闲置光波长为1.7μm，信号光波长为1.5μm。他们的信号光可以通过非线性差频(Difference frequencygeneration，DFG)产生10μm左右的长波长脉冲。 (4)基于中红外超强超短激光脉冲，理论上提出并研究了一种对驱动激光脉冲的载波-包络相位(Carrier-envelope phase，CEP)稳定性的依赖性大大降低的单阿秒脉冲(Isolate attosecond pulse，IAP)产生方案。通过使用双色反向旋转圆偏振(Two-color counter-rotating circularly polarized，TC-CRCP)激光脉冲，IAP能在较大范围的CEP值下产生。