光学参量振荡器（Optical parametric oscillator，OPO）技术，是从已有波长激光获得新的波长的可调谐相干光源的重要手段。它弥补了普通激光器只能输出单一固定波长激光的缺点，并且覆盖了普通激光器不能达到的波长，具有极高的应用价值。在OPO众多不同的运转方式中（连续波、纳秒、皮秒和飞秒OPO），纳秒OPO的发展最为成熟，同时也是最为重要的一类OPO。利用成熟的激光调Q技术，容易获得纳秒时间范围的高能量，高峰值功率的脉冲泵浦激光，从而保证了泵光在非线性晶体中的高增益要求，具有较高的转化效率。由于纳秒OPO的诸多优势，目前对纳秒OPO及其应用的研究异常活跃。如何降低OPO的阈值、提高参量转换效率，获得高功率输出，实现宽光谱范围波长调谐，同时保证OPO的性能可靠、运转稳定等问题一直是OPO技术的研究热点。本文对纳秒OPO的理论设计进行了详细分析，从理论上对主、被动调Q内腔光学参量振荡器（IOPO）的运行动态过程做了深入研究，从实验上实现了高效率的OPO相干光输出。 本文首先从分析OPO的物理实质及其相关技术的理论基础出发，理论上分析了影响OPO的振荡阈值和参量转换效率的各种因素。计算分析了铌酸锂（LiNbO₃，LN）和磷酸钛氧钾（KTiOPO₄，KTP）两种非线性晶体中实现OPO的相位匹配过程。分析了影响OPO参量转换效率的因素，考虑共线泵浦作用下光波的走离效应、非线性晶体的长度、OPO谐振腔长度，OPO输出镜耦合输出率，泵浦光功率密度，脉冲宽度，空间模耦合系数和非线性晶体的吸收等参数对参量增益及振荡器阈值的影响，以及多模泵浦光对OPO参量光的高斯模半径及参量过程的影响。 对OPO的泵浦光源进行深入分析，分析了Nd³⁺：YAG激光器的主、被动调Q过程及包含内腔光学参量振荡器（IOPO）时激光产生及非线性转换的动态过程，并以此为基础建立了被动调Q IOPO的参数优化模型。 在理论分析的基础上，进行了KTP-IOPO获得人眼安全1.57μm激光输出的实验研究。分别研制了闪光灯泵浦Nd³⁺：YAG激光器电光调Q KTP-IOPO 1.064μm／1.57μm双波长输出OPO器件，双波长混合激光输出能量大于38mJ／pulse，其中1.57μm波长激光能量大于22mJ，1.06μm波长激光能量大于16mJ。作为激光有源干扰时可以同时作用于两个波长工作的激光武器。在军事上具有重要的应用前景。小型化BDN被动调Q KTP-IOPO实验研究，BDN染料片以布儒斯特角放入