非线性光学主要研究光与物质相互作用过程中，当光强度达到或超过某些物质的上限时，光强度的变化与入射光频率及物质性质之间的联系。这种相互作用通常在光强非常高的情况下产生，如激光束的强度。非线性光学研究的内容包括频率转换、光束整形、光束控制和光学二极管等。
非线性光学的主要原理是，在强激光作用下，物质的介电常数会随光强而变化。这种变化会导致光的频率、波长和相位发生变化，进而引起光的散射、折射和吸收等宏观现象。非线性光学还涉及到了量子物理中的能级跃迁、光子-电子相互作用等微观现象。
非线性光学材料是实现非线性光学效应的关键因素之一。目前，常见的非线性光学材料包括无机晶体（如KDP、BaB2O4等）、有机晶体（如DCM、C60等）、玻璃（如LibO3等）以及一些金属氧化物（如TiO2等）。这些材料具有不同的非线性光学性质，适用于不同的应用场景。
非线性光学在许多领域都有广泛的应用，如光通信、光学数据存储、激光雷达、光谱学、光学成像等。非线性光学还在生物医学领域得到广泛应用，如光学成像、光学造影剂的开发等。未来，随着非线性光学技术的不断发展，其应用领域还将不断扩大。
近年来，随着激光技术的不断发展，非线性光学研究取得了重大进展。其中，最引人注目的是量子计算和量子通信领域的发展。在这些领域中，非线性光学技术被用于制备量子比特、实现量子纠缠和量子门操作等关键任务。非线性光学还在光子晶体、纳米材料等领域的研究中取得了很多成果。未来，随着这些研究的深入进行，非线性光学将会在更多领域发挥重要作用。
非线性光学作为一门研究光与物质相互作用的学科，在理论和实验上取得了重大进展。这些进展为非线性光学在各个领域的应用提供了强有力的支持，也为未来的研究提供了新的方向和思路。
