传统的激光技术因受激光增益介质的限制，很难在中红外波段获取宽带的激光输出，光参量放大（Optical Parametric Amplification，OPA）技术由于其频率可调谐性高、能量增益大、增益带宽大等特点，成为了产生长波长超短激光脉冲的关键手段之一。研究表明，对于800nm掺钛蓝宝石激光器驱动的共线光参量放大系统，在简并波段（~1600nm）可以较容易地实现超宽带相位匹配，从而获得小于两周期脉宽的脉冲。然而在非简并波段，由于信号光与闲频光脉冲的群速度不同，两者在时域上发生群延迟（时间走离），从而减小了系统的增益带宽，限制了周期量级脉冲的产生。

武汉光电国家实验室、物理学院陆培祥教授领导的超快激光研究团队针对非简并波段的群延迟问题，提出了一种能够有效补偿脉冲走离的双晶体光参量放大方案。在本方案中，利用BaF2晶体和BBO晶体中三个相互作用脉冲间相反的延时关系，在两片薄的BBO晶体之间插入一块BaF₂晶体。第一块BBO中产生的群延迟可以在BaF₂内得到有效的补偿，从而在第二块BBO中获得更大的带宽和更高的转换效率。和常见的单晶体光参量放大系统相比，本系统可以在非简并波段产生宽带可调谐的周期量级脉冲，同时获得载波包络相位稳定的中红外脉冲，能量转换效率最高可达30%以上。值得一提的是，这一方案中，泵浦光与种子光全部由一台掺钛蓝宝石激光器产生，通过全光的方法大大地降低了在时域上同步飞秒脉冲的难度。这一研究成果为超快动力学过程和强场物理的研究提供了稳定、有效的工具。

2016年5月16日，该研究成果“Tunable broadband intense IR pulse generation at non-degenerate wavelengths using group delay compensation in a dual-crystal OPA scheme”（群延迟补偿的双晶体光参量放大器产生可调谐周期量级红外脉冲）得到了国家自然科学基金11204095，11574101，11234004的资助，其研究成果发表在Optics Express 24, 10, 11187-11198（2016）。