在惯性约束聚变激光装置中,谐波转换系统的各项性能会对打靶激光产生十分重要的影响。为提高靶面照射的均匀性、缓解受激拉曼散射和受激布里渊散射,高效宽带光的谐波转换具有十分重要意义。本论文系统的分析了宽带倍频的矛盾点,以实现高效(转换效率>60%)宽带(带宽约30nm)倍频为目的,提出了一种新型的空间啁啾脉冲,并以此为基础分析了其应用于高效宽带倍频过程中的可行性,并进一步分析其性能。以数值模拟为主要手段,细致深入地探讨了转换效率和转换带宽之间的矛盾点,分析了空间啁啾倍频方案的可行性,得到了良好的输出结果。论文的主要工作包括:1.建立了空间啁啾倍频方案的基本系统结构和理论基础,并依据此理论建立了该方案的理论模型。在传统倍频方案中,带宽与效率是一对矛盾,难以同时满足,通过将基频光展宽为空间啁啾光,可以在局部空间位置上得到窄带光,从而在宽带基频光的基础上得到较高的转换效率。2.提出了基于傅氏变换的空间啁啾倍频方案,给出了基本的系统结构,并分析其原理,并且以此为依据建立了数学物理模型。同时为解决边缘频率成分的位相失配,提出了拼接晶体的方式,扩大位相匹配范围。在进一步的研究中,具体分析了晶体拼接误差对输出结果的影响,由于倍频过程发生在频域,能大幅减少拼接误差的影响。3.结合工程应用所需,提出了近场空间啁啾匹配方案,通过调节展宽器的各项参数,可以有效调节展宽后的空间啁啾光的各项参数。同时通过自适应光学和波前控制等方式,可以进一步扩大匹配范围,避免边缘频率的位相失配。