基于单块单周期MgO:PPLN晶体级联OPO与OPA技术是获得大功率宽带可调谐中红外激光的有效途径,已逐渐成为非线性领域的重要研究方向和研究热点。本论文设计了一台利用Nd:YVO4高重频声光调Q激光器抽运单块单周期MgO：PPLN晶体级联光参量振荡器。首先,基于准相位匹配技术以及光参量振荡原理,从理论上模拟了基于MgO:PPLN晶体级联OPO与OPA过程中的周期调谐特性和温度调谐特性,建立了五波耦合方程,分析了级联过程中的量子转换效率；其次,建立了级联OPO+OPA过程MgO：PPLN晶体热传导方程,给出了晶体内部温度分布的物理模型,分析了晶体的热效应；然后针对级联过程中的波长简并点,完成了中红外激光器的整体设计；最后通过实验研究,获得了1064nm声光调Q重频50kHz输出功率为21W,脉宽为13.63ns,对应峰值功率30.8kW；在抽运光功率为10.93W时,温度81℃周期31.5μm时测量得到1.702μm信号光和2.837μm级联脉冲激光输出；温度191.2℃周期31.0μm时测量得到1.704μm信号光和2.834μm级联脉冲激光输出,获得波长与理论计算基本吻合。两种周期和温度下测量的总功率为3.0W和2.459W,转换效率分别为27.4%和22.5%,均高于普通OPO转换效率。