飞秒脉冲在许多领域都有广泛的应用,尤其是紫外飞秒脉冲,其单光子能量较高,光电效应的量子效率也较大,还具有很宽的频谱。可以用于激光光谱学、激光化学、以及激光核聚变(ICF)等方面的研究,因此将超短脉冲的波长拓展到紫外波段有很重要的意义。但飞秒激光脉冲高峰值功率、宽频谱等特性,在非线性晶体三次谐波转换过程中又会引起高阶非线性、相速度失配、群速度色散等效应,这些都将影响三次谐波转换效率。 本文重点开展利用BBO晶体产生Ti:Sapphire飞秒激光高效三次谐波的方法研究,为产生可用紫外超短激光脉冲及拓展新波段提供依据。本论文包括如下内容： 1.利用改造后的TSA-25系统作为光源,分析了影响谐波转换过程的因素,优化了晶体参数。实验设计BBO晶体倍频的切割角为29.2°、长度为0.2mm;和频晶体切割角为31.5°、长度为0.2mm。 2.实验中将激光分成两束,其中一束倍频获得400nm的激光,并与另一束800nm基波非共线入射到第二块非线性晶体上进行和频。通过精密时间延时器实现基频光和倍频光相位精密匹配,利用基频脉冲预啁啾的方法补偿了和频过程中的群速度色散。 3.本实验还分别就基频和倍频光能量变化对三次谐波产生的影响进行了细致的研究。 实验得出：当基频激光带有9.66×103fs2的负啁啾,800nm和400nm光的能量分别为2.38mJ和0.588mJ时,得到中心波长为267nm,带宽约为5nm,能量为230μJ,转换效率高达19％的三次谐波。