非线性光学feixianxing guangxue
研究物质在强光照射下所出现的一系列新的光学效应及其应用的光学分支。又称强光光学。是现代光学的一个学科。媒质在光波场的作用下，会产生感应电极化。当光强较弱时，电极化强度与光波电场的一次方成正比，即极化是线性的；当光强逐渐加大时，极化强度中还会相继出现与电场二次、三次以至更高次方成比例的项，即极化是非线性的。反射、折射等通常的光学效应只与媒质的线性极化相联系，这属于线性光学的问题；而与非线性极化相联系，还会产生一系列新的光学效应，即非线性光学效应，这些效应是非线性光学研究的范围。
非线性光学效应很多，例如：
❶光倍频。频率为v的强光束经过媒质时，产生频率为2v的光波的现象。
❷光混频。包括和频及差频。两束频率分别为v1和v2的强光同时作用于媒质时，产生频率为v1+v2和v1-v2的光波的现象。
❸光自聚焦。强光束在均匀媒质中传播时折射率变得不均匀，而使光束截面自动变小的现象。
❹双光子吸收。频率不同的两束强光同时作用于媒质，两光波同时被吸收的现象。
❺受激喇曼散射和受激布里渊散射。强光通过媒质后，其散射光不但出现频移，还具有相干辐射的特点。
❻感应透明。某些不透明媒质在强光照射下变为透明的现象。
❼自变吸收。对普通光波吸收很小，而对强光强烈吸收的现象。
❽光回波。入射两束强光时，出现多于两束出射光（即出现回波）的现象。非线性光学材料有多种，如磷酸二氢钾和磷酸二氢铵等氧化物晶体，它们比较适于可见光及近红外波段；碲和淡红银矿等半导体晶体，更适于中红外波段。
1906年泡克尔斯效应和1929年克尔效应的发现，是非线性光学的早期工作，但这个领域的大规模研究是在激光器出现以后，使用大功率激光器来进行的。自1961年P.A.弗兰肯等人用红宝石激光器首次发现倍频波至1965年，非线性光学效应大量出现。1965至1969年人们在继续发现一些新的非线性光学效应的同时，主要致力于对这类效应的深入探讨及各种非线性光学元件的研制。70年代至今，非线性光学日趋成熟，其特点是研究对象由固体扩展到气体、原子蒸气、液体以至液晶；研究内容从二阶非线性效应发展到三阶、五阶以至更高阶的非线性效应，由一般非线性效应发展到共振非线性效应；时间范畴由纳秒进入皮秒领域。非线性光学在技术和研究领域的应用十分广泛，例如，利用非线性晶体可做成光开关和实现激光的调制；利用倍频、和频及差频可实现激光频率转换，获得从紫外到红外各种波长的激光；利用激光参量振荡效应对激光频率调谐；利用折射率随光强变化制成非线性标准具和各种双稳器件；利用一些非线性光学效应进行光学信息处理、改善成像品质和光束质量以及研究物质的精细结构等。
又称“强光光学”。研究介质在强光照射下所产生的现象及其理论与应用。一般情况下，介质的光学效应或参量是与光的强度无关的，这种范畴的光学称为线性光学。随着激光的出现，在高功率密度激光束照射下，产生了介质的光学参量与光的强度紧密相关的效应，称为非线性光学效应，典型的有：光变频、光的自聚焦、感应透明等。这些效应是由于强光的电场对介质作用产生的。