非线性光学是物理学中的一个分支，主要研究光与物质相互作用时，光的强度、频率、相位等参数发生变化的现象和规律。非线性光学主要涉及光的散射、折射、吸收、偏振等物理过程，以及这些过程的相互作用。在非线性光学中，光的强度、频率、相位等参数发生变化，会产生新的频率成分的光，这些新的频率成分的光与原光在传播方向上会发生偏转，产生非线性效应。
非线性光学材料的性质是指材料在非线性光学过程中的表现。非线性光学材料的性质主要包括：非线性折射率、非线性吸收系数、非线性光学活性等。这些性质与材料的微观结构、电子极化率、分子对称性等有关。通过对这些性质的测量和控制，可以实现对光的精确控制和操作。
非线性光学过程的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：
1. 非线性光学成像：利用非线性光学过程中的非线性折射率和非线性吸收系数，可以实现高分辨率、高对比度的光学成像。这对于医学诊断、生物显微成像等领域具有重要意义。
2. 光信息处理：利用非线性光学过程中的频率转换和相位变化，可以实现光信息处理的高速度、高精度和高稳定性。这对于通信、计算等领域具有重要意义。
3. 光学传感：利用非线性光学过程中的频率和相位变化，可以实现高灵敏度的光学传感。这对于环境监测、化学分析等领域具有重要意义。
4. 新能源领域：利用非线性光学过程中的光-电转换和光-热转换，可以实现新能源领域的高效利用和节能减排。这对于太阳能、风能等领域具有重要意义。
非线性光学实验技术是实现非线性光学过程的重要手段。主要包括：非线性折射率测量、非线性吸收系数测量、非线性光学活性测量等。这些实验技术需要使用精密的光学仪器和控制系统，如激光器、光谱仪、干涉仪等。通过对这些实验技术的掌握和控制，可以实现对非线性光学过程的精确研究和应用。
随着信息技术的发展，信息处理成为现代社会的重要需求。非线性光学在信息处理中有着广泛的应用，如全光通信、光计算、光存储等。利用非线性光学过程中的频率转换和相位变化，可以实现信息处理的高速度、高精度和高稳定性。同时，非线性光学还可以实现光束的并行处理和多路复用，提高信息处理的效率和容量。
能源领域是现代社会的重要领域之一，利用非线性光学可以实现能源的高效利用和节能减排。例如，利用非线性折射率和吸收系数测量技术，可以实现太阳能电池的光电转换效率和热能收集效率的精确控制和优化；利用非线性光学过程中的光-热转换和光-电转换，可以实现太阳能热发电和风能发电的高效利用和节能减排。
非线性光学与其他领域的交叉研究可以产生新的科学和技术成果。例如，将非线性光学与生物学结合，可以实现生物组织的微观结构和功能的高分辨率成像；将非线性光学与材料科学结合，可以实现新型材料的光学性能的精确设计和优化；将非线性光学与量子力学结合，可以实现光子的精确控制和操作，为量子计算和量子通信等领域提供新的解决方案。
