处于大气窗口范围的红外激光光源，在空间光通信、光电对抗、激光遥感等方面有着广泛的应用，是人们所期望的相干光源。利用光学参量振荡器（OPO）可以获得可调谐、高相干的辐射光源以满足上述应用的要求。红外光学参量振荡器一直是国内外研究的热点,随着各种新型非线性晶体出现，更为该领域的研究开拓了新的应用前景。但是，长期以来关于OPO技术的研究主要集中于利用调Q脉冲泵浦，而对ps级的锁模脉冲泵浦的OPO报道很少。　　本文主要对利用锁模超短脉冲进行激光频率变换的可行性进行了研究。　　在理论方面，研究了锁模激光器原理、分类，比较分析其优缺点，以选取锁模激光器的实现方案，重点讨论了主动式声光锁模和被动式Cr4+:YAG晶体锁模的工作原理。关于光学参量振荡器方面，研究了OPO基本原理，包括光学参量振荡的自洽条件、振荡阈值、谱线宽度等。并由三波相互作用基本理论出发，计算了非线性晶体KTP、AgGaSe2用于光学参量振荡时的相位匹配条件、有效非线性极化率、允许参量等相关参数。设计利用这些非线性晶体，实现由1.064μm锁模脉冲泵浦得到1.57μm以及8～12μm波段短脉冲可调谐激光的实验方案。　　在实验方面，改建Nd:YAG激光器，对不同的锁模方式进行实验研究，测量其输出特性，力求得到较好的锁模脉冲激光输出。并对Nd:YAG激光器泵浦非临界相位匹配条件下的KTPOPO进行了实验研究。此外还进行了锁模激光的倍频实验，锁模激光的倍频光可以用于对脉冲宽度精确测定的二次谐波测量以及差频、和频等频率变换技术等。　　理论研究及初步实验工作对锁模激光器用于频率变换技术研究积累了一定经验，为后期研究工作确定了方向。