本发明属于超快激光技术领域，公开了一种基于级联晶体的宽带光参量放大方法及装置；宽带光参量放大方法包括：将初始飞秒激光被分为两束，其中较弱的一束经过预放大级，产生近红外波段的宽带种子光；较强的一束作为泵浦光。泵浦光经过延时线调节延时，使其在时域上与种子光同步，两者经过二向色镜合并，共同输入至级联晶体内进行光参量放大。级联晶体包含三块II类相位匹配的硼酸钡晶体，且三者的厚度和相位匹配角度均不相同，用于放大种子光的不同波段。经过级联晶体的放大，可以在中红外波段高效率地获取宽带闲频光谱，再通过脉冲压缩器压缩，最终得到周期量级、载波包络相位稳定的超短闲频光脉冲。