超强超短激光的发展，为众多学科领域提供了前所未有的实验手段和极端实验条件。光学参量啁啾脉冲放大(OPCPA)是超强超短激光系统发展的全新概念。1064nm波段OPCPA超强超短激光系统的实用化研究，已经获得了较好的成果。为了扩展OPCPA新原理的应用范围，发挥OPCPA新原理的优点，进一步推动OPCPA新原理的发展，有必要将研究领域拓展到新的波段。直接目标是为了获得增益更高、带宽更宽的光脉冲放大，最终目的是确保OPCPA输出光脉冲宽度的进一步压缩，促进超强超短激光功率的进一步提高。本学位论文在对OPCPA机制做系统分析的基础上，围绕新波段宽带OPCPA研究中所遇到的新需要、新问题，进行了积极探索和深入研究。首先，本论文从多方面解释了OPCPA实现宽带放大的物理机制，为获得带宽更宽的OPCPA系统，创新性地提出了双光泵浦OPCPA以及消色差相位匹配OPCPA的新思路。其次，本论文从理论上验证了在啁啾脉冲放大系统中用压缩器补偿系统色散的可行性；首次推导得到简并共线OPCPA的各阶色散公式，实现了可补偿OPCPA系统色散的压缩器设计；首次给出了非共轴柱面展宽器的中心波长处各阶色散的解析式，简化了与之对应的压缩器的设计方法。此外，本论文从实验上验证了800nm波段简并共线OPCPA的宽带高增益特性，为新波段宽带OPCPA系统的实用化做准备。主要创新成果概括如下：　　 1.通过对非共线相位匹配曲线簇的分析，研究了光参量放大(OPA)过程的宽带成因、宽带匹配的分布范围及演变规律。以宽带匹配曲线为出发点，提出了双光泵浦OPCPA的新思路，并给出了一套现实可行的OPCPA设计方案。相关数值模拟计算表明，双光泵浦结构使OPCPA在较低的泵浦功率上首次获得了高达4660cm-1最大半高全宽度(FWHM)超宽增益谱。　　 2.讨论并完善了消色差相位匹配技术的重要公式，在宽带OPCPA的分析中引入脉冲波前的概念，证明了宽带OPA的过程中信号光与闲置光的脉冲波前实现了匹配。本论文展望了利用消色差相位匹配技术增加光参量啁啾脉冲放大的相位匹配宽度的前景。以532nm泵浦1600nm啁啾脉冲的消色差相位匹配为例进行的数值模拟，在理论上首次实现了该波段的大能量宽带放大。　　 3.比较800nm波段OPCPA常用的两种相位匹配模式的各方面特性，做出了在现阶段共线(简并)模式比非共线(非简并)模式更符合800nm波段OPCPA实用化要求的判断。在此基础上，以LBO为非线性晶体的共线OPCPA实验，获得了高增益(>3.7×106)、大谱宽(～71nm，FWHM)的脉冲输出，优于同类实验结果。　　 4.详细展示了利用压缩器补偿啁啾脉冲放大(CPA)系统二、三阶色散的具体设计步骤和方法。针对OPCPA系统的特点，首次推导得到共线简并OPA直到四阶的色散公式。模拟计算表明，不用引入其它相位补偿器件，仅用光栅对压缩器，就可以部分补偿到OPCPA系统的四阶色散，首次量化证明OPCPA系统的脉冲输出相位确实比CPA系统更有优势。　　 5.根据工程实际的需要，本论文特别分析了非共轴柱面展宽器的原理。本论文创新性地得到了非共轴柱面展宽器的解析优化公式，并首次获得了非共轴柱面展宽器的二、三阶色散解析公式，在合适的填充介质和压缩器的配合下，实现了四阶色散补偿。全面掌握和消化了非共轴柱面展宽器的内部原理，为工程实施提供了设计依据，并在实验室中实际重建了一套非共轴柱面镜展宽器。　　 在攻读博士学位期间，本人与他人合作在国内外学术刊物和会议上发表与本学位论文相关的论文共9篇，其中SCI收录的第一作者论文3篇；以第一申请人身份，申请发明专利2项。