使用I类非共线相位匹配结构，建立三维空间和时间的数值计算模型，优化设计了一个焦耳级光参量啁啾脉冲放大（OPCPA）系统。该系统主要由两级三硼酸锂(LBO)预放大器和一级三硼酸钙氧钇(YCOB)功率放大器组成。通过将抽运光的时空波形整形成超高斯形状、使用走离补偿结构、仔细分析及选取各级参量放大器的长度等措施，保证了最后输出信号光的能量稳定性，同时还获得了较高的能量转换效率和好的光束质量。理论设计结果表明，该系统的各项参数均满足神光Ⅱ九路前端的技术指标要求，是一个具有可行性的设计方案。