超短超强激光技术自上世纪八十年代兴起到现在，已经取得了长足的发展，并且为众多学科领域提供了前所未有的实验手段和极端实验条件。本论文以本实验室的自建的钛宝石啁啾脉冲放大(Chirped Pulse Amplification，CPA)系统为基础，针对钛宝石CPA激光系统中的出现的几个关键的技术问题：如何有效克服脉冲放大过程中固有的增益窄化以及如何使系统中各路光脉冲信号在时间上达到精确同步获得宽带高能量增益展开理论和实验的研究。主要研究内容包括以下几点：　　 1.设计了石英双折射片用以抑制前端再生放大器内的增益窄化。在简化的双折射片单次透过率的理论计算公式基础上提出了精确计算公式，同时给出了详细的设计方法。把根据设计制作的石英双折射片插入再生腔中，再生放大器输出的脉冲谱宽与设计的模拟计算结果相符。通过后续的多通放大器放大后，放大光谱由无双折射片时约28nm(FWHM)，展宽到了约62nm。最后输出10Hz的压缩脉冲宽度达到约23fs。　　 2.设计了一套新型的多路激光脉冲同步装置，将该同步装置运用到钛宝石CPA激光系统中，使种子光与Nd:glass单纵模泵浦激光器在时间精确同步，时间同步的精度达到了ns量级，使种子光在钛宝石CPA激光系统中的最后一级功率放大器内得到有效的高能量放大。　　 3.在以上工作的基础上，参加高能量钛宝石CPA激光系统搭建，以及脉冲压缩，光束质量测量等工作，并对前端进行了升级和优化的研究，保证了系统稳定运行和后续放大。