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提出要真正实现OPCPA 系统稳定、高质量输出，必须同时对抽运光倍频过程和光参量放大过程这两个非线性过程进行优化设计。在光参量放大系统优化设计中，首先就不同的应用目的建立了不同的简化物理模型，而后应用这些模型对高质量、高稳定光参量放大系统进行了研究分析。以实现两维对称放大信号光输出为目的，建立了抽运光和信号光口径匹配关系分析方法；以高稳定输出为目的，建立了非线性晶体最佳长度确定方法。在倍频系统优化设计过程中，提出应用位相失配法实现倍频系统稳定输出，研究分析表明这种稳定倍频系统不仅能实现倍频光的输出抖动远远小于基频光的起伏抖动，而且能减小抽运光近场调制度和时间波形调制，能极大地改善输出倍频光光束质量。