2.6μm中红外可调谐激光在大气分子中的吸收特性使得该波段激光在军事、医疗、遥感、通讯和工业加工等领域中均有重要的应用价值。基于光学参量技术的可调谐中红外固体激光器具有转换效率高、调谐范围宽、光束质量好、结构简单等优点,经过几十年的发展,已经成为近年来获得中红外激光的研究热点。在众多非线性晶体中,磷酸钛氧钾(KTP)晶体具有非线性系数大、热导率高、失配度小、走离角小、不易潮解、以及稳定的化学和机械性能等特点。基于KTP晶体出色的光学、物理特性,常被当做参量晶体用于光学参量振荡器(Optical parametric oscillator,OPO)中。目前,KTP-OPO的工作波长大多在2.1 μm波段,即KTP晶体的简并点附近,而2.6μm波段附近的研究却鲜有报道。本论文围绕2.6μm可调谐中红外OPO展开研究。主要包括以下几方面的内容:1.文章从非线性光学三波耦合方程出发,推导得出OPO的增益、阈值以及转换效率的表达式,并且模拟了OPO阈值分别随晶体长度、谐振腔腔长、泵浦脉宽的变化关系曲线以及转换效率随泵浦能量超阈值倍数的变化关系曲线,为中红外可调谐OPO的设计提供了必要的理论依据;在Ⅱ类相位匹配条件下,模拟了输出波长、有效非线性系数、参量增益等随晶体切割角度的变化关系曲线,从而确定了晶体的尺寸为10×10×20mm3,在xz平面内的切割角为59.8°,随后,分析了 KTP-OPO的运转方式和腔型结构设计对OPO输出的影响;2.为了获得高能量中红外激光输出,搭建了一台平平腔OPO,在单程泵浦条件下,泵浦能量为300 mJ时,可获得能量为22 mJ的2.6μm中红外激光输出,其能量稳定性RMS=2.0%;在双程泵浦条件下,泵浦能量为155 mJ时,获得最大单脉冲能量为12.6 mJ,转化效率达到8%,光束质量为5倍的近衍射极限,波长调谐范围为2.4-2.8 μm;随后,测量了激光输出能量随腔长、温度的变化关系以及光束质量随腔长的变化关系,为激光器的进一步优化提供了依据;3.为了获得高光束质量的激光输出,本文设计了三镜环形腔OPO,以抑制激光多模振荡,在泵浦能量为160mJ时,输出能量为6.1 mJ,能量稳定性RMS=6.9%,测得其光束质量为1.7倍的近衍射极限,该指标满足高光束质量的实验需求,为中红外激光的远距离传输提供了基本的保障;为了提高激光器的稳定性,基于三镜环形腔结构,研制了一款OPO样机,测得样机能量稳定性RMS=2.9%。