与传统激光再生放大和多程放大原理比较，光参量啁啾脉冲放大技术(OPCPA)，具有诸多优点，如高增益、高稳定性、工作介质短、大带宽、高脉冲对比度、高光束质量、低热沉积等，对于获得更短的激光脉冲、更高的聚焦强度和更高的信噪比十分有利。已建和在建的钕玻璃拍瓦皮秒或亚皮秒激光装置大多在前端采用了两级或三级OPCPA放大代替再生放大级。本文围绕神光II千焦尔钕玻璃皮秒拍瓦激光器升级项目的前端OPCPA系统开展了以下工作：　　 1.结合分步傅立叶和四阶龙格一库塔算法，编写了模拟OPCPA的数值算法程序，数值模拟研究了前端OPCPA的稳定性和转换效率问题，数值模拟结果表明，当泵浦光脉冲时间波形为超高斯分布，并且OPA工作在接近饱和状态时，空间和时间增益窄化效应可以忽略；当OPCPA分为高增益放大和功率放大两级放大，且第一级高增益OPA工作在过饱和状态时，第二级功率放大OPA有一个能量转换效率比较高、光斑强度调制较小的稳定工作区。　　 2.对前端OPCPA信噪比进行了优化设计分析。结合快速傅立叶变换算法和宽带激光传输放大理论，编写了一维模拟超短脉冲展宽与压缩、光参量放大和啁啾激光脉冲传输放大的程序，利用该程序数值模拟研究了超短脉冲展宽、光参量放大过程中导致再压缩脉冲信噪比下降的问题。　　 3.提出了一种OPA非共线优化结构，即使泵浦光存在严重的波前畸变，信号光仍能保持良好的光束质量。理论和数值研究了泵浦光存在严重波前畸变情况下OPCPA输出光束质量问题，即泵浦光波前畸变与信号光振幅耦合，泵浦光.信号光畸变波前传递，导致信号光近场和远场光束质量变差等问题进行了详细的研究。　　 4.结合神光II拍瓦升级装置系统特征，数值模拟研究了超短脉冲从展宽、到光参量放大、再到后续钕玻璃介质放大过程中的脉冲的能量增益、时间波形、光谱形状的变化，以及在钕玻璃放大介质中传输放大过程中的增益窄化、增益饱和和自相位调制等问题。数值模拟结果表明，神光II第九路激光放大器系统光路无须做大的改动，即可满足输出激光脉冲能量不小于2000J、脉宽可压缩至1ps的工作能力。　　 5.详细讨论了利用基于ACSL的集成电光波导调制的激光脉冲时间整形技术对啁啾展宽激光脉冲进行光谱整形的问题。理论和实验研究了基于ACSL电脉冲发生器的窄带激光脉冲时间整形系统，该系统可以实现窄带激光脉冲时间灵活整形，克服增益饱和效应，实现ICF激光驱动器特定时间形状的激光脉冲输出。同样，SG-II PW激光器前端OPCPA的泵浦激光脉冲时间波形设计也是基于此技术的。