光参量振荡(OPO)是实现中红外激光的重要技术手段，具有灵活的波长调谐、紧凑的系统结构和高的转换效率等优点。其中，基于周期性极化晶体的准相位匹配OPO是实现中红外可调谐输出的重要手段。由于周期性极化铌酸锂晶体(PPLN)具有宽的透射范围和高的有效非线性系数等优点，被广泛应用于准相位匹配OPO。本文主要讨论基于准相位匹配MgO∶PPLN-OPO的连续激光性能，研究了MgO∶PPLN晶体在不同极化周期和温度条件下的调谐特性。此外通过模拟计算腔内的模式匹配情况，设计了直线腔和V-型腔两种腔型，分别对两种腔型优化，获得了高输出效率、宽波段连续可调谐的中红外激光输出。具体研究内容如下：
　　1.通过三镜直线腔结构设计降低腔内损耗，提高MgO∶PPLN-OPO的转换效率。在12.4W的入射泵浦功率下，获得了3.27W的总输出功率，对应光光转换效率为26.4%。为了进一步提高直线腔型的输出功率和效率，对腔内模式进行了模拟计算。发现当各个腔镜均采用平凹镜时，既可以有效地压缩基频光腔的模式，又有利于基频光腔和OPO腔的基模光斑在MgO∶PPLN晶体上更好地匹配，从而提高转换效率。实验中，通过改变MgO∶PPLN晶体的极化周期和温度，成功实现了1.43-1.79μm信号光和2.62-4.16μm闲频光的连续可调谐激光输出。当入射泵浦功率为20.1W时，最高获得了4.24W的信号光和2.11W的闲频光，总转换效率为31.6%，这是目前已报道的同类腔型中的最高输出功率。
　　2.通过V-型折叠腔结构设计实现模式灵活匹配，提高MgO∶PPLN-OPO的转换效率。与直线腔型的设计思路一致，首先对腔内模式进行了模拟计算，以此为基础对OPO的腔型进行设计，最终在V-型腔中获得了优于直线腔的模式匹配情况。由于该V-型腔中OPO腔的腔长相对较长，腔内闲频光每一次往返都会增加衍射损耗。对此，本实验进一步设计了一种双端输出的结构。该结构中将支臂镜的镀膜情况改为对信号光高反而闲频光增透，这样，输出镜OC端在输出信号光和闲频光的同时，支臂镜HM’也可以输出额外的闲频光。这种双端输出结构大大减小了闲频光的衍射损耗和腔内逆转换过程。当入射泵浦功率为12.4W时，最大获得了2.89W信号光和1.44W的闲频光输出，总转换效率达34.9%。