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超短超强激光在强场物理、高次谐波产生及阿秒科学的研究中是不可或缺的研究工具。近年来，针对产生更短脉宽单个阿秒脉冲的发展要求，人们需要发展更长波长的、载波包络相位精确控制的周期量级驱动源。针对这一趋势，本论文围绕产生和参量放大红外超宽光谱飞秒激光及相位控制，进行了包括亚10fs激光的产生、载波包络相位的控制、宽带中红外飞秒激光的产生、宽带光学参量啁啾脉冲放大在内的一系列研究工作，取得的创新性成果主要有: 1、针对参量过程中带宽、时间/空间色散等关键问题，系统地计算了非线性过程中的各参数，包括准相位匹配中晶体的极化周期、增益，及角度相位匹配中的相位匹配角、走离角、非共线角、群速失配、参量带宽、角色散及其补偿等。为后续差频测量载波包络相移，飞秒光参量放大获得中红外激光，及光参量啁啾脉冲放大提供理论基础。 2、针对脉宽压缩过程中的色散补偿等问题，系统地分析了各元件的色散量。实验上采用特殊设计的啁啾镜及输出镜，在腔内不插入尖劈的情况下，获得了脉冲宽度7.9fs的超宽光谱激光脉冲，为国产啁啾镜获得的最短脉宽。在此基础上，结合电路反馈系统和机械结构设计，从主动和被动两方面保证激光器长期稳定运行在最佳状态，功率稳定性优于0.6％，为后续载波包络相位的控制提供了良好的基础。 3、在上述7.9-fs激光器的基础上，通过激光光谱整形，获得了700nm和900nm明显增强的双峰光谱。采用改进的基于PPLN晶体的自差频方案，获得了信噪比大于30dB的载波包络相移(CEO)信号，并研究了材料色散量及泵浦功率对CEO信号的影响。 4、进行了参量放大碳化硅(4H-SiC)晶体的实验研究，以自建的1.8mJ，52fs，1kHz的钛宝石放大器作为泵浦激光，采用非共线参量放大的方案，获得了能量17μJ，脉宽70fs，中心波长3.75μm，带宽550nm的中红外飞秒激光。相关工作发表在Optics Letters39，6249-6252(2014)上后，被美国光学学会评选为Spotlight on Optics(HIGH LIGHTED ARTICLES FROM OSA JOUR-NALS)高亮焦点关注论文。 5、初步开展了零同步全固态参量放大啁啾脉冲的实验研究。通过与Yb光纤的耦合，成功实现了倍频程钛宝石振荡器中1μm成分的能量放大，获得了纳焦耳量级的脉冲能量。为进一步全固态放大1μm激光能量，并作为泵浦源高精度同步参量放大超宽带激光提供良好的基础。