飞秒激光脉冲的放大是超快激光技术发展和应用的重要内容。放大的飞秒激光在化学物理、生物医学、超精细微加工等领域都有着重大应用价值。将从飞秒放大激光器获得的高能量激光脉冲压缩至周期量级脉宽，并实现载波包络相位(carrier-envelopphase，CEP)锁定，是目前用于开展高次谐波(high-orderharmonicgenerartion，HHG)、阿秒激光等强场激光物理研究的重要驱动激光源。针对该前沿研究的需求，本论文围绕飞秒激光脉冲放大、周期量级激光脉冲产生及CEP锁定进行了相关的研究工作。　　论文的主要研究内容和取得的创新性成果如下:　　1.论文针对啁啾脉冲放大(chirped-pulseamplification，CPA)中的各单元系统—振荡器、展宽器、放大器、压缩器等，进行了深入系统的分析研究。通过对常用的马丁内兹展宽器、平行光栅对、棱镜对压缩器进行光线追迹，获得了色散解析表达式;对CPA中常用的材料进行了色散分析。为啁啾脉冲放大的顺利开展提供了指导依据。　　2.采用双脉冲开关普克尔盒方案，设计并搭建了不同参数的新型环形腔再生放大器，研究了不同重复频率下的稳定运转特性。在重复频率为1kHz、单脉冲能量为20mJ的泵浦条件下，获得了单脉冲能量为4.1rnJ、脉宽为34.2fs的高重复频率飞秒激光放大结果，脉冲能量的长期稳定性达0.31％;进一步采用重复频率分别为100Hz、10Hz的灯泵Nd∶YAG倍频532nm激光作为泵浦，结合大模场尺寸的环形腔设计，比较研究了不同重复频率的再生放大特性。在10Hz重复频率、32.0mJ单脉冲能量泵浦下，获得单脉冲能量为6.36mJ、脉宽为59.7fs的高能量飞秒脉冲，其脉冲能量稳定性为1.85％，为物理、医学、微加工等领域的应用实验提供了稳定可靠的激光源。　　3.以环形腔再生放大为前级预放大器，开展了高能量飞秒激光脉冲放大研究。将1kHz环形再生预放大输出脉冲选单至100Hz，在75.1mJ泵浦能量下，通过搭建的四通主放大器，获得了25.4mJ的放大脉冲能量;压缩后获得了单脉冲能量为18.1mJ、脉宽37.8fs的高能量飞秒激光脉冲，为开展高能量阿秒脉冲实验提供了新的驱动光源。另外，采用双啁啾脉冲放大与交叉偏振波(cross-polarizedwave，XPW)技术提高脉冲对比度，以环形再生放大器为前级，采用两级主放大设计搭建的太瓦激光系统，将种子脉冲能量放大到了230mJ，支持2TW的高对比度飞秒激光输出。　　4.利用飞秒放大激光脉冲与惰性气体相互作用时产生的自相位调制效应，进行了飞秒放大激光光谱展宽的研究。相对于常规采用静态充气的方案，通过采用差分泵浦空心光纤技术获得了更高的输出效率及更宽的光谱范围，实验中获得的最高输出脉冲能量为0.56mJ，输出效率为70％，光谱覆盖400～1000nm，理论上支持短至3.0fs的变换极限脉冲。进一步采用啁啾镜与尖劈补偿色散后，实验上获得了脉宽为3.8fs的周期量级飞秒激光脉冲。　　5.开展了周期量级飞秒激光脉冲CEP高精度锁定的实验研究。通过收集尖劈反射的闲置光，搭建了紧凑的光谱干涉装置，以获取相位变化信息;通过LabVIEW软件处理，将反馈信号加载到压电陶瓷上，推动压缩器内棱镜，以改变其插入量，实现了放大激光CEP的锁定。通过分别锁定振荡器和放大器输出脉冲的CEP，得到了压缩后激光脉冲CEP长达7.2小时的高精度锁定结果，抖动的均方根RMS(rootmeansquare)小于85mrad，并在高次谐波和阿秒脉冲实验中获得了验证和应用。