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中红外3-12μm波段激光在大气探测、生物医疗、科研以及军事等领域有着广泛的应用。在产生3-12μm中红外波段激光的方式中,光学参量振荡器（OPO）具有全固化、窄线宽、结构紧凑、转换效率高、波长可调谐等优点,是制备宽调谐中红外激光器的主要研究的重点以及热点。目前OPO存在两个主要问题:一是缺乏同时具有高透光范围、高损伤阂值、高非线性系数的高质量光学晶体,限制了光参量振荡中红外激光波长调谐范围和脉冲能量输出;二是缺乏高光束质量、高峰值功率的长波泵浦源,现有成熟泵浦源主要是1μm和2μm的近红外激光器,在通过OPO转换为中红外激光尤其是5μm以上波长激光时,近红外泵浦光λ1由于远离参量激光λ2而存在着大的量子亏损（η=λ1/λ2）,降低了光参量振荡中红外激光转换效率、输出能量和光束质量。针对以上问题,本论文以新型红外晶体BaGa4Se7（BGSe）为基础,开展了高峰值功率纳秒2.79μm激光器的研制,进行了2.79μm泵浦的高效BGSe-OPO系统研究。论文的具体研究内容如下:1.理论分析了Cr,Er:YSGG,Er:YSGG,Er:YAP等2.79μm激光晶体材料在不同泵浦方式泵浦下能级之间能量传递机制,研究了侧泵2.79μm激光系统中的热退偏效应和热透镜效应,并对热透镜效应和热退偏效应的补偿方式进行了深入研究。在半导体侧泵Er:YSGG电光调Q激光器中,通过设计双腔结构有效地解决热退偏效应所引起的能量下降的问题,并通过端面研磨的方法对晶体的热透镜进行补偿,在20Hz的情况下获得了脉冲能量71mJ、脉宽58ns的2.79μ激光输出,在闪光灯泵浦的Cr,Er:YSGG激光器中,采用具有热补偿作用的平凸结构腔型,获得了超高峰值功率密度80MW/cm2@10Hz、高光束质量M2=1.6的2.79μm激光输出,解决了该波段上高重复频率下高峰值功率纳秒激光输出的难题。2.理论研究了三波相互作用的耦合方程并深入分析光参量振荡过程,根据BaGa4Se7折射率方程,采用MATLAB编程计算了角度调谐I类相位匹配下的波长-角度调谐曲线,并根据理论调谐曲线设计了高精度宽调谐范围高转换效率BaGa4Se7-OPO实验装置。在实验方面,利用自主研制的高质量2.79μm Cr,Er:YSGG激光器和自主生长的高质量BGSe晶体,结合高精度的角度调谐装置和高转换效率BGSe-OPO系统,实验获得了最大脉冲能量3.5mJ@10Hz、脉冲宽度21ns、宽可调谐范围3.94-9.55μm,高光束质量因子M2X=5.0,M2y=4.6的激光输出,其对应的光光转换效率为18.9%,斜效率高达31.6%,该斜效率比之前报道的最高斜效率提高了 59%。并通过理论数据与实验实验调谐曲线的对比,报道了具有较高精度的BGSe-OPO调谐曲线,给BaGa4Se7相关的研究者提供了参考依据。