自從1961年發現激光倍頻現象以來，至今已有40余年的時間。在此期間，激光的優異特性、激光與物質相互作用的特點導致了非線性光學的產生和發展。當光波在非線性介質中傳播時，會引起非線性電極化，導致光波之間的非線性作用，高強度的激光所導致的這類作用顯著，這種與光強相關的光學效應，稱為非線性光學效應。研究這些非線性光學效應的理論，即稱為非線性光學。

非線性光學的研究內容可概括為兩方面：

1）非線性光學現象與效應的發現，內在機理和規律性的研究。主要的非線性光學現象有如下三種：

①在線性介質中傳播的各光波間相互耦合而呈現的倍頻、和頻、差頻、四波混頻、受激拉曼散射與布里淵散射等；

②介質在光場作用下由于折射率的變化引起光束的自聚焦、光束自陷及光雙穩效應和感應光柵等；

當共振介質在超短脈沖作用下，產生的光學參量振蕩、飽和與反飽和吸收、多光子吸收、光子回波和自由感應衰減等。

2）非線性光學材料與技術的開發與應用。例如：倍頻技術在激光核聚變研究中的應用、光學相位共扼技術在改善激光光束質量中的應用、自適應光學技術、集成光學、光學信息存儲與實時全息顯示技術、光學孤子通信技術等。