对微弱光信号的探测在科学技术上，特别是生命科学、材料科学、环境保护、遥感遥测、以及国防军事等领域具有非常重要的意义。提高对微弱光信号的探测灵敏度和可靠性，不仅能够拓宽已有的应用范围，还将催生新的研究和应用领域。另外，绿光激光器在科研、医疗、光学数据存储、大屏幕彩色显示、以及水下资源探测中具有十分广泛的应用前景。本论文对皮秒光参量放大(OPA)技术应用于超微弱光信号探测以及Cr，Nd:YAG全固态绿光激光器进行了研究与探索，主要创新内容概括为：　　 1.对皮秒OPA技术应用于微弱散射光信号特性探测进行了研究。应用非线性光学效应，散射光被532 nm皮秒泵浦光在BBO晶体中放大。测得皮秒散射光OPA的最大增益值为～107。实验得到，不同散射靶的表面粗糙度和不同入射角均会影响最大增益和探测灵敏度。相关结果发表在Opt Commun.，281(2008)2638上。　　 2.搭建了基于BBO晶体I类相位匹配的NOPA原理的皮秒时间分辨荧光光谱装置，并成功用于Rhodamine6G染料微弱荧光特性测量研究。采用此装置，测得荧光的寿命与采用其它方法所得结果相吻合。皮秒荧光OPA的最大增益和能量探测极限分别为4.2×106和160 aJ/脉冲。实验数据充分地体现了皮秒OPA技术应用于微弱非相干光信号测量的可行性。相关结果发表在Opt. Commun.，282(2009)1884上。　　 3.对皮秒OPA技术作为受激Raman散射(SRS)光信号的能量放大器和微弱光信号灵敏探测器进行了研究。首先开展了BaWO4 Raman种子注入皮秒OPA产生高峰值功率、多波长皮秒脉冲激光研究。皮秒OPA放大559.7-nm-阶StokesRaman信号最大能量为1.76 mJ，对应的脉冲宽度、光谱线宽和峰值功率密度分别为15 ps、18.0 cm-1和117.3 MW，能量稳定性为1.8％。光谱范围被很好的通过信号光—闲置光参量下转换得到了增加，其逐步调谐范围为444.8～1751 nm。同时光束的发散度得到了改善。相关结果已被Opt Commun.接受(2009)。还开展了皮秒OPA作为苯SRS光信号的能量放大器研究，皮秒OPA放大635.1-nm三阶Stokes Raman信号最大能量为0.73 mJ，对应的脉冲宽度、光谱线宽和峰值功率密度分别为～10.9 ps、11.8 cm-1和67 MW。当皮秒OPA作为微弱苯Raman信号的灵敏探测器时，最大增益为～4.1×107，能量探测极限为14.8 aJ/脉冲(相当于48个635.1 nm光子)。相关结果发表在Opt. Commun.，281(2008)5014上。　　 4.首次将皮秒OPA技术应用于微弱表面二次谐波产生(SHG)信号的灵敏探测研究。石英晶体用于产生表面SHG信号。首先开展了皮秒OPA技术应用于改善表面SHG信号的信噪比实验。实验发现，与常用探测方法相比，信噪比被提高了20倍。同时，在较低基波功率密度条件下实现了微弱SHG信号灵敏探测。这些优点有利于大大缩短数据采集时间，实现对容易被激光损害的样品进行有效保护。相关结果将投Appl. Opt.。另外，还开展了皮秒OPA技术应用于微弱中红外SHG信号灵敏探测研究。皮秒OPA的最大增益和能量探测极限分别为1.2×107和17.3 aJ/脉冲(相当于46个532 nm光子)。采用参量上转换方法，实现了利用可见光探测器对近红外或者中红外表面SHG信号的灵敏探测。此探测技术，将有望解决目前红外表面SHG信号很难被灵敏探测的难题。相关结果将投Opt. Express。　　 5.对LD端面泵浦自调Q自锁模Cr，Nd:YAG/KTP腔内倍频绿光激光器进行了研究。实验中采用Z型腔结构。在泵浦功率19 W时，获得532 nm绿光的最高输出功率为680 mW，对应的自调Q脉冲包络的重复频率为29.6 kHZ。绿光的锁模调制深度达到100％，相应的锁模重复频率为183MH。相关结果发表在Chin. Phys.，15(2006)1522上。另外，实验和数值模拟1.5W自调Q自锁模Cr，Nd:YAG绿光输出。调Q脉冲最大能量为19.8μJ。锁模脉冲调制深度为100％，锁模脉冲宽度为560 ps，相应的锁模重复频率为149 MHZ。数值模拟所得到调Q脉冲能量和脉冲宽度与实验所测得结果能够很好地相符合。相关结果发表在Chin. Phys. Lett，24(2007)3149上。