该论文对非共线相位匹配飞秒光参量放大系统和高散射介质中的无序激射现象进行了理论和实验研究.论文的主体包括以下几个部分:一、阐述了飞秒激光器、光参量放大系统的历史发展和研究现状,并介绍了高散射介质中地无序激射现象的发现和其最新的研究进展.二、在第二章中对基于非线性晶体BBO的光参量放大系统的各种参数,如相位匹配角、非共线角、参量光环的产生、非共线相位匹配的允许角、空间走离、时间走离、有效非线性系数、超连续白光的产生等进行了系统的理论分析和计算.三、在实验中建立了以超连续白光为种子光的非共线相位匹配光参量放大系统,输出信号光波长在530nm至670nm之间连续可调,光谱宽度大于50nm,并在只使用一对啁啾镜作为脉冲压缩器的情况下,得到了13.5fs的输出.四、理论分析了光波在散射介质中传播时的散射过程,建立了光波在散射介质中的传播的漫射方程,理论解释了散射介质中相干背向散射的形成机制,并推导出相干背向散射峰宽度的解析式.五、实验研究了皮秒脉冲和飞秒脉冲泵浦下ZnO粉末和DOO-PPV薄膜中的无序激射现象,发现通过精确控制泵浦光的能量和样品表面的泵浦面积,可以得到极窄的单模无序激射谱输出,最窄谱宽只有0.4nm.单模无序激射存在明显的泵浦能量域值,且无序激射谱对泵浦能量和样品表面的泵浦面积十分敏感.以系统的理论分析为指导,经过细心和不懈的实验研究,建造了一台支持极窄脉冲输出的非共线相位匹配飞秒光参量放大器,实现了稳定,高效运转.并在实验中发现了高散射介质中存在极微小的"激光器",有极窄光谱宽度的无序激光输出,从而证明了高散射介质中光波安德森局域化的存在.