自从1961年发现激光倍频现象以来，至已有40余年的时间。在此期间，激光的优异特性、激光与物质相互作用的特点导致了非线性光学的产生和发展。当光波在非线性介质中传播时，会引起非线性电化，导致光波之间的非线性作用，高强度的激光所导致的这类作用更加显著，这种与光强相关的光学效应，称为非线性光学效应。研究这些非线性光学效应的理论，即称为非线性光学。

非线性光学的研究内容可概括为两方面：

1）非线性光学现象与效应的发现，内在机理和规律性的研究。主要的非线性光学现象有如下三种：

①在线性介质中传播的各光波间相互耦合而呈现的倍频、和频、差频、四波混频、受激拉曼散射与布里渊散射等；

②介质在光场作用下由于折射率的变化引起光束的自聚焦、光束自陷及光双稳效应和感应光栅等；

当共振介质在超短脉冲作用下，产生的光学参量振荡、饱和与反饱和吸收、多光子吸收、光子回波和自由感应衰减等。

2）非线性光学材料与技术的开发与应用。例如：倍频技术在激光核聚变研究中的应用、光学相位共扼技术在改善激光光束质量中的应用、自适应光学技术、集成光学、光学信息存储与实时全息显示技术、光学孤子通信技术等。