Нелинейная оптика изучает совокупность оптических процессов, которые наблюдаются при взаимодействии световых полей с веществом с нелинейной реакцией вектора поляризации. 13

Некоторые процессы, которые изучает нелинейная оптика:

• Генерация второй гармоники. 13 Поляризация света с удвоенной частотой и уменьшенной вдвое волновой длиной. 1
• Сложение частот света. 3 Генерация света с частотой, равной сумме частот двух других световых волн. 3
• Генерация третьей гармоники. 13 Преломление света с утроенной частотой. 1
• Параметрическое усиление светового вектора. 1 Усиление входного пучка света при наличии более высокочастотной волны накачки, с одновременным формированием холостой волны. 1
• Генерация разностной частоты. 1 Излучение света с частотой, равной разности величин двух других световых волн. 1
• Параметрическая осцилляция. 1 Генерация и преломление холостой и сигнальной волны с применением усилителя в резонаторе. 1
• Спонтанное рассеяние света. 1 Уменьшение световой частоты при её прохождении через оптический нелинейный кристалл. 1