在光学研究的早期阶段，科学家们主要关注的是线性光学性质。线性光学理论认为，光与物质的相互作用是线性的，即介质的极化强度与入射光波的场强成正比。随着科学技术的发展，特别是在激光和量子电子学等领域，人们逐渐发现了一些不能仅用线性理论解释的现象，这促使了非线性光学性质的深入研究。
非线性光学性质的研究起源于对一些特殊物质，如红宝石激光器和石英晶体的非线性响应的观察。1961年，Frake等人在实验中首次发现，当使用波长为6942埃的大功率红宝石激光器照射石英晶体时，会产生波长为3471埃的弱的光信号。这一现象无法用线性光学理论解释，因此，科学家们提出了非线性光学理论。
非线性光学理论认为，当入射光强足够大时，光与物质的相互作用不再是线性的，而是呈现出非线性的特征。具体来说，非线性光学性质的产生原因主要是由于激光入射光的极化强度不再与光场成正比，而是与其幂级数相关。这种非线性相的存在破坏了光电场与电极化强度之间的线性关系，从而产生了各种非线性光学现象。
非线性光学性质的应用广泛且深入。例如，在通信领域，利用非线性光学性质可以实现光信号的转换和处理，从而提高通信效率；在医疗领域，非线性光学性质可以用于生物组织的显微成像和诊断，从而提高医疗诊断的准确性和效率；在材料科学领域，非线性光学性质的研究可以帮助人们设计和开发出具有特殊光学性能的新型材料。
非线性光学性质的研究不仅有助于我们更深入地理解光与物质的相互作用机制，同时也为各个领域的发展提供了新的思路和方法。未来，随着科技的进步和应用需求的增长，非线性光学性质的研究和应用将会得到更广泛的发展和深入。
