2.1μm波段激光器在激光医疗、激光雷达、光电对抗等领域都有着广泛的应用,线宽窄化、功率提高是应用需求驱使下2.1μm激光器极为重要的发展方向,具有广阔的发展前景。基于MgO:PPLN准相位匹配技术的光参量振荡器是获得2.1μm激光的有效方法,但该方法受变频简并点、泵浦光线宽和强抽运下的高增益等影响,输出的2.1μm激光线宽较宽,针对这一问题,本论文开展了相关理论和实验研究。理论方面研究了MgO:PPLN晶体调谐特性,基于MgO:PPLN的2.1μm单谐振光参量振荡器增益、阈值及转换效率,优化设计了1.064μm高重频泵浦源及光参量振荡器器件参数。分析了造成2.1μm激光中心波长漂移及线宽展宽的原因,理论计算了2.1μm激光线宽展宽量,并且在此基础上,在保证光谱选择性的前提下,研究了体布拉格光栅器件不同光栅厚度d,光栅的空间频率f和折率调制量δn等参数对线宽窄化的影响。实验方面MgO:PPLN晶体温度固定在50.5°C,采用折叠型外腔泵浦结构,1064nm泵浦功率为12.9W条件下,自由运转时实现了5.51W的简并波长2.1μm激光输出,光谱线宽为109nm,引入VBG光栅器件,获得2.904W窄线宽2.1μm激光输出,线宽被有效压窄至0.17 nm,光-光转换效率达到22.5%。