3微米到5微米中红外激光在很多领域都有着重要应用,但是常规固态激光介质难以覆盖这一波长范围。因此利用光参量振荡器,通过非线性光频率转换产生中红外激光成为人们研究的热点。本文研究了内腔光参量振荡器(下文简称IOPO),通过将光参量过程集成于抽运激光腔内,实现了抽运光和信号光的同时共振,与常用的腔外泵浦方式相比大大降低了阈值。同时采用小孔限模、腔内插入倍频晶体等方式解决了连续波IOPO中的功率波动和弛豫振荡等问题,实现了稳定、可调谐中红外输出。本文对连续工作的IOPO开展了系统的研究,主要内容总结为以下几个部分：1.中红外IOPO的研究背景,包括中红外激光的几种产生方式的对比和构建IOPO的基本思路。2.准相位匹配光参量振荡器的理论基础。介绍了参量振荡过程的增益系数和阈值条件的理论推导；基于周期极化晶体的准相位匹配技术原理；对QPM-OPO的波长温度调谐和周期调谐进行了数值模拟。3.内腔参量振荡器的理论实验研究。对IOPO的谐振腔几何设计的进行了优化,实现了对腔内的热效应有效管理,获得了阈值仅为瓦级的可调谐中红外相干光源。4.连续波IOPO稳定性的研究。对连续波IOPO中的弛豫振荡等问题进行了深入分析,采用以下解决方案：(1)使用光阑限模,抑制高阶模振荡；(2)在腔内加入KTP晶体,利用二次谐波产生(SHG)过程的非线性损耗抑制弛豫振荡。获得了稳定的连续波中红外输出,输出功率波动标准偏差RMS=0.52%,峰值波动范围为1.8%,,弛豫振荡得到有效抑制。5.在实验装置的基础上,根据实际需求,合理设计光学参数和光电元器件结构分布,综合考虑系统稳定与散热性能,设计了具有实际应用价值的光参量振荡器工程样机。