太赫兹波是介于微波和红外波之间的电磁辐射,有很多未探索的特性;另外,3-5μm的中红外激光在大气中传输时有较强的透过率,成为大气传输衰减较小的红外窗口,并且该波段激光对烟雾、粉尘有较强的穿透能力。这两个波段的电磁波在无损检测、安全检查、光谱分析、生物医学、太赫兹通信、大气监测、激光测距、遥感成像等领域有着非常广阔的应用前景。在太赫兹波和中红外激光的基础和应用研究过程中,都离不开性能优良的光源。其中基于光学频率变换的光源具有很多优点,例如光束质量好、峰值功率高、系统结构紧凑、调谐范围宽、调谐方式简单,全固态、室温运行等优点。本论文对3-5μm的中红外BaGa₄Se₇-OPO以及基于MgO:LiNbO₃晶体的太赫兹参量振荡（TPO）技术进行了理论和实验研究,并对实验中发现的新现象进一步探索。本文的主要内容可以归纳如下:1.研究了太赫兹参量振荡器小型化和快速调谐技术,利用自主搭建的电光调Q运转的Nd:YAG激光器泵浦MgO:LiNbO₃太赫兹参量振荡系统,实现了高能量的太赫兹波输出,耦合输出的太赫兹波单脉冲能量达到μJ量级,平均功率达到⁰.1mW。在实验中,利用振镜快速控制泵浦激光入射角,实现输出太赫兹波频率毫秒量级快速调谐,调谐范围达到0.5-2.8THz。2.研究了新型晶体BaGa₄Se₇在中红外、太赫兹波段的特性。从理论上分析了晶体在中红外波段的相位匹配条件及中红外参量振荡器的阈值,为后面的实验提供理论指导。用太赫兹时域光谱仪测量了BaGa₄Se₇晶体在太赫兹波段的折射率和吸收系数,根据测量的数据,计算了晶体在1064nm双波长附近进行太赫兹差频的相位匹配条件3.针对外腔泵浦的低重复频率的中红外波段BaGa₄Se₇-OPO进行了理论和实验研究。在理论上对外腔泵浦的相位匹配条件和谐振腔阈值进行了分析,并在实验中利用Nd:YAG激光器泵浦BaGa₄Se₇-OPO,实现了调谐范围为3.21-5.16μm的中红外激光输出,在4.11μm处,获得了最大的输出能量2.56mJ,中红外激光峰值功率是256kW,光光转换效率是4.53%。