中红外3⁵μm波段在激光雷达、地区环境监测、医疗手术和国防军事领域都有着十分广阔的应用前景。目前获得中红外波段激光的主要手段是非线性频率转换技术,作为核心器件的非线性频率转换晶体的研究创新工作,对该技术发展的起着至关重要的作用。常见的非线性频率转换晶体,存在着晶体损伤阈值低、透光范围低、有效非线性系数小等缺点。近几年出现的硒镓钡（BaGa₄Se₇,BGSe）晶体被认为是非常有前途的中红外非线性频率转换器件。首先,它拥有非常宽的透光范围,约为0.47¹8μm,且整个波段均可以实现可调谐输出。这意味着该晶体除了在中波波段的应用,在长波波段也有着巨大的前景。其次,该晶体的损伤阈值非常高,达到550 MW/cm²,实现高泵浦功率注入和高功率输出成为可能。最后,该晶体有效非线性系数相对较大。2μm泵浦源相比于1μm更接近中红外波段,使用2μm激光作为泵浦源的光学参量振荡器（Optical Parametric Oscillator,OPO）有着更高的量子转化效率,加之BGSe晶体热传导系数小,2μm泵浦源更有优势。因此在第而2章介绍了作为泵浦源的1 kHz调Q Ho:YAG激光器的工作原理,并在第四章给出了具体泵浦源输出特性。随后对双谐振和单谐振光学参量振荡器理论进行分析,给出两种谐振方式的明确物理内涵。分析光学参量振荡器具体的物理过程,推导两种谐振方式下光学参量振荡器阈值和转换效率。使用SNLO软件,对一类相位匹配模式双谐振环形腔OPO和单谐振环形腔OPO进行了模拟计算。分别得到了不同泵浦光斑大小、不同腔长和不同输出镜透过率下的模拟计算结果。包括了输出功率和斜率效率,信号光和闲频光脉冲宽度和脉冲强度数据。在模拟计算基础上,得到开展具体实验研究的基本参数,为后续的实验操作的开展提供了理论指导。基于模拟计算结果搭建实验光路,得到双谐振和单谐振环形腔OPO的一系列实验结果,包括输出光光谱、输出光波长随角度调谐曲线、输出光脉冲宽度和光束质量在内的一系列结果,并对比分析了两种不同谐振方式环形腔OPO在输出特性方面的异同,并尝试从理论方面予以解释。实验中双谐振环形腔OPO输出最大单脉冲能量为3.68 mJ,重频1 kHz,总输出功功率为3.68 W。单谐振OPO输出的单波长光束质量明显好于双谐振输出对应波长激光的光束质量。一类相位匹配下获得的输出激光线宽达到了数百纳米,这对于实现波长调谐非常有利。搭建了一类相位匹配方式双谐振直腔OPO,试图获得高功率输出,最终成功得到了单脉冲能量为5.12 mJ的单脉冲输出,重频为1 kHz,总输出功率为5.12 W,光光转化效率达到18%以上。最后对中波BGSe晶体OPO进行了波长调谐实验。