近-中红外波段的超短脉冲激光在微纳加工、双光子聚合、太赫兹产生、相干反斯托克斯拉曼散射、光通信、定向红外对抗系统等方向有着重要的应用价值。目前,主要通过以下两种方法获得近-中红外波段的光源,即激光增益介质的受激辐射放大和非线性频率变换的方法。近二十年,随着激光二极管（LD）技术不断发展成熟以及各种新型掺镱晶体的出现,1μm波段的高功率全固态飞秒激光器发展迅猛。但是,受限于增益介质的能级结构,利用受激辐射放大方法很难产生波长大于3μm的中红外飞秒激光。光学参量振荡器（OPO）作为一种成熟的非线性频率变换技术,具有宽带可调谐、相干性好、信噪比高、光束质量好等优点,可以将1μm波段的激光拓展到中远红外波段。因此,本论文首先进行了LD直接泵浦的掺镱锁模激光振荡器研究,接着利用1μm波段飞秒激光同步泵浦OPO获得高功率近-中红外波段宽可调谐超短脉冲激光。本论文的主要研究内容和创新性成果如下:1.为了从掺镱飞秒激光振荡器中产生高功率、窄脉宽超短激光脉冲,基于ABCD矩阵理论设计并且优化谐振腔,采用SESAM锁模方式,研究高功率976 nm LD泵浦飞秒Yb:CALGO激光器输出特性。在最大平均输出功率为10 W时的激光光束质量非常好（M~2＜1.02）,接近衍射极限。在重复频率为71.66 MHz时,获得了脉宽为247 fs、单脉冲能量为140 n J、中心波长为1041 nm的锁模脉冲激光。2.利用高功率LD直接泵浦,在Yb:KGW晶体中实现了SESAM连续锁模运转,输出激光的最大平均功率高达13 W,这是目前从SESAM锁模单块掺镱飞秒激光振荡器中获得的最高功率。当腔内使用啁啾镜补偿5800 fs~2的负色散时,锁模脉冲的实际脉宽为261 fs,接近222 fs的极限脉宽。接下来,研制了一台飞秒Yb:KGW激光振荡器工程化样机,输出激光平均功率为10.15 W,脉宽为325 fs,中心波长为1048 nm。3.提出了一种新型绿光泵浦闲频光谐振飞秒Bi B3O6OPO实验方案,进一步提高了闲频光输出功率同时优化了光束质量。闲频光在1100-1540 nm波长范围内可实现连续调谐。在1305 nm处,获得了最大输出功率为400 m W,脉宽为80 fs的闲频光。在1150 nm处的光束质量M~2＜1.8。接着,在Bi BO晶体中发现了闲频光双波长现象,双波长可从1394 nm和1469 nm调谐到1405nm和1456 nm,最大功率可达200 m W。4.研究高功率全固态Yb:KGW激光同步泵浦飞秒Mg O:PPLN近-中红外OPO输出特性。在1500 nm处,获得了最大输出功率为2.2 W的信号光。信号光和闲频光波长覆盖范围分别为1377-1730 nm和2539-4191 nm。在1428 nm处,获得了最短脉宽为170 fs的信号光。在3613 nm处的半高全宽可达185nm。为了进一步提高OPO输出功率,使用掺镱光纤放大器作为泵浦源,在1546 nm处和3086 nm处分别获得了5.4 W的信号光和2.5 W的闲频光,整体光-光转换效率高达49.4%,这是目前从飞秒Mg O:PPLN OPO中获得的最高功率。信号光和闲频光在1.5小时内的功率稳定性RMS分别为0.53%和1.2%。在1546 nm处获得了最短脉宽为784 fs的信号光。