光学参量振荡器(OPO)可以产生宽范围可调谐激光输出,它的出现拓宽了激光波长,使之可以满足各种应用需要。近年来,随着高质量非线性频率变换晶体和固体激光器抽运源的快速发展,这一领域的研究异常活跃。为了使OPO实用化,提高OPO转换效率、扩展波长调谐范围、使之小型紧凑一直是研究的热点。本文首先概述了国内外对OPO的研究现状和发展趋势以及OPO的一些应用。在晶体的光学性能方面,根据KTP的物理和化学性能,对它的有效非线性系数、走离角和接受角等参数进行了计算、分析和讨论。对II类相位匹配的KTP晶体在参量振荡过程中的相位匹配进行了详细的分析和计算。在OPO理论方面,分析了OPO的工作原理。以耦合波方程为基础,分析和计算了光学参量振荡器的转换效率、抽运阈值、谱线宽度等特性,并在此基础上讨论了如何选择OPO的各项参数。在OPO实验方面,分别对外腔式和内腔式非临界相位匹配KTP-OPO进行实验研究。在外腔式KTP-OPO研究中,利用1.064μm激光脉冲抽运非临界相位匹配(NCPM)KTP晶体,获得中心波长1570nm、最大转换效率为31.9%的信号光输出。信号光脉冲宽度(10ns)比抽运光脉冲宽度(30ns)小得多,当相位匹配角(内角)从90o到80o变化时,信号光调谐范围为1570nm-1600nm。