由于超短超强脉冲激光在x射线激光、惯性约束核聚变、实验天体物理、激光粒子加速器等强场物理研究领域内的重要应用，超短脉冲激光放大技术目前已成为超短脉冲激光技术研究的热点之一。它包括啁啾脉冲放大(CPA)和光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)两大类。由于钛宝石晶体的优良性能，以钛宝石为增益介质的啁啾脉冲激光放大技术飞速发展，世界各科技大国相继建成了百太瓦级的钛宝石超短超强脉冲激光装置。而新兴的光参量啁啾脉冲放大因为其众多的优点而引起了人们极大的研究兴趣。 本文实验研究是指作者在激光聚变中心参与的20TW全钛宝石飞秒超短脉冲激光装置的工程建设工作的理论与实验研究总结，对此系统的振荡器、再生放大器、多程放大器、展宽器与压缩器及同步系统进行了较为系统的分析。理论部分主要是对新兴的光参量啁啾脉冲放大技术的相位匹配、参量范围、时空走离、增益及带宽特性等基础理论进行了分析，并对常用的BBO、LBO和KDP基础特性进行了比较分析，这对于光参量啁啾脉冲放大系统的设计具有一定的实际意义。我们还在考虑时间波形和相位失配的情况下，利用四阶龙格-库塔法对光参量啁啾脉冲放大进行了数值模拟计算，得到了不同泵浦光时间波形时的增益与频谱特性。在泵浦光为高斯时间波形且脉宽与信号光差不多时，出现增益窄化；而当泵浦光近似为时间平顶时，饱和放大后光谱增宽。