自激光器诞生以来,激光技术可谓是日新月异,光学也快速发展为科学研究的热门领域。在基础物理研究中,七个基本物理量的标定一直都是十分重要的一部分,本文作者所在课题组为了构建时频基准,正致力于制备铝离子光钟,其中铝离子的冷却一直都是一个比较棘手的问题。前人在冷却铝离子的方面,大都采用依靠其他离子协同冷却铝离子的方式。本文在此给出一种可行的直接冷却铝离子的方案,并通过实验初步实现了该方案所需要的激光。本文的主要内容如下:1.在学习了非线性理论的基础之上,通过建立数学物理模型,模拟信号脉冲在光参量振荡器腔中振荡,每次经过非线性晶体时所发生的变化。并且使用Matlab软件编程实现了该理论模型,最后设计出了能够使OPO输出目标信号光波长的周期极化晶体。2.搭建了一个能够测量飞秒脉冲时频域特性的频率分辨光开关(FROG)。在掌握了FROG反演算法基本思想和原理的基础之上,使用Matlab软件编写了实验数据处理程序,将实验数据处理为能够被FROG反演计算程序处理的FROG迹。此外,还将FROG实验装置集成优化,成为一个便携的脉冲参数测量工具。3.搭建了一套六面腔镜组成的两个焦点的光参量振荡器,振荡腔中加入对信号光进行倍频作用的BBO晶体,在250 MHz的高重复频率下,得到了1.43 W的851 nm信号光倍频光输出。其中最高转换效率达20.8%,是我们已知的,转换效率最高的高重复频率腔内倍频光参量振荡器。4.搭建光参量振荡器后的851 nm输出光与1040 nm源激光的和频光路,得到了最高158 m W的蓝光468 nm的激光输出;并且对468 nm激光进行倍频,得到了2.6 m W的234 nm的激光输出。