本发明提供的基于级联光学差频产生中红外激光的装置，从第一泵浦源出射的第一泵浦光进入合束镜；从第二泵浦源出射的第二泵浦光经过相位延迟系统后进入合束镜；第一泵浦光与第二泵浦光在合束镜中合为一束混频光；混频光经过望远镜系统后入射到APPLN晶体中，通过级联光学差频效应产生级联光；级联光入射至PPLN晶体中，经过级联光学差频作用产生中红外激光。通过设置APPLN和PPLN晶体的极化周期，可以使各阶级联光的能量聚集在中红外激光，具有光学转换效率高的优点。