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采用星载积分路径差分吸收(IPDA)激光雷达对大气CO2浓度进行测量，是一种高精度主动遥感探测技术，种子注入单频脉冲光参量振荡器(OPO)是实现差分吸收雷达激光光源的重要技术手段。单频脉冲光参量振荡器的光谱纯度将直接影响雷达系统的测量精度。就种子注入单频脉冲激光光源而言，光谱纯度表征在其输出光谱中，种子波长成分所占的比例，可以综合反映脉冲激光的输出线宽和频率稳定性等光谱特性。 论文研究工作针对种子注入单频1.57μm脉冲OPO振荡器，建立了初步的理论仿真模型，讨论了种子注入功率、相位匹配条件、腔长失谐、泵浦源性能等因素对光谱纯度的影响。分析了吸收池的长度、充气压强等参数对系统测量精度的影响，确定了所需器件的型号，并给出了误差分析，最终搭建了一套用于测量单频1.57μmOPO光谱纯度的测量系统。实验结果表明，当种子注入功率26mW、单脉冲能量1.1mJ时，OPO输出的光谱纯度达到99.9％。通过分析现有装置测试过程中随机性和偶然性偏多的现象，提出改进意见，达到精确测量脉冲激光器输出光谱纯度的目的，为研制集成化自动测量平台提供技术支持。 3～5μm中红外波段覆盖了许多重要的分子特征谱线，高效率、窄线宽脉冲全固态中红外激光辐射源在红外对抗、激光测距、激光雷达、空间通信以及医学诊断和治疗方面有广阔的研究价值和应用前景。 基于准相位匹配技术，探究了周期极化铌酸锂晶体(PPLN)用于产生中红外波段OPO的特性。首先搭建了直腔OPO，对比了不同腔镜曲率半径、腔镜透过率和聚焦透镜焦距的输出特性，实验结果表明，腔镜曲率半径230mm、输出镜透过率50％时，OPO阈值约40mW，总输出功率的斜率效率为40.1％，光-光转换效率最高可达37.4％，其中，3.3μm波段的光的斜率效率为16.8％，光-光转换效率最高可达17％。测试了OPO输出的激光光谱和PPLN晶体的温度调谐特性，分析了逆转换和其他非线性效应现象。以此为基础，从稳定性和模式匹配等方面设计了PPLN晶体环形腔OPO，实验表明，在OPO自由运转状态下，环形腔总输出功率的斜率效率为25.7％，光-光效率最高为24％，3.3μm波段激光的斜率为10.4％，光-光效率最高为10.2％。 通过搭建初步实验装置，探索新的实现高功率、窄线宽、宽调谐、频率稳定中红外激光输出技术路线和方案，为研制全固态、紧凑型和小型化的高效率中红外激光辐射源提供技术依据。