涡旋光脉冲是一种波前相位呈螺旋结构的奇异光场。其独特的光强分布以及携带有确定的光子轨道角动量使其在粒子操纵、生物医学以及光学通信等领域都有广泛的应用前景,很快成为现代光学中的一个重要分支研究方向。伴随着激光技术的不断发展,特别是超高功率激光器的获得,光学参量放大的技术亦取得了迅猛的发展。自上世纪九十年代起研究者就尝试将光参量放大技术应用于光学成像领域。近二十年来,该研究在国内外一直被人们广为重视,并取得了诸多重要的研究成果。这种成像技术由于它独特的优势已被证明可应用于生物医学、物理、化学、军事国防等领域。本论文研究了涡旋光在光参量放大成像中的应用,提出了利用涡旋超短脉冲泵浦的非共线光参量放大成像的研究方案,实现了对微弱光学信号的高增益、高对比度、高空间分辨的光参量放大成像。主要做了以下几个方面的研究:1、概述了光参量放大的基本理论。包括分析和讨论了光学参量放大的非线性耦合波方程、晶体的相位匹配方法、空间走离效应等,并通过数值计算的方法讨论非线性光学晶体的增益以及光谱带宽特性等。这些工作为实现较高增益、较高空间分辨的光参量放大成像提供了理论基础。2、研究了涡旋光的基本特性、产生方法及螺旋相位板的滤波特性。理论分析了螺旋相位板的希尔伯特变换特性,建立光学4f系统在谱平面的相位调制模型,应用数值模拟方法研究了螺旋相位板分别对振幅型和纯相位型物体的滤波成像的特性等。这些研究为利用螺旋相位板产生涡旋光进行参量放大成像实验提供了设计依据。3、提出了利用涡旋光泵浦的非共线光参量放大成像技术方案。模拟计算了采用非共线光参量谱平面放大的成像方案:首先在泵浦光中插入普通螺旋相位板对信号光进行相位滤波,获得大增益、较高对比度、较高空间分辨的闲频光图像。随后在普通螺旋相位调制的基础上施加类贝塞尔螺旋振幅调制,消除了旁瓣效应,进一步提高了闲频光图像的信噪比。