随着全光通信、超短脉冲频率变换技术的发展，超宽带可调谐频率变换技术在全光转换方面的应用日益重要。基于材料二阶非线性的级联效应是实现全光转换的一种有效手段。采用周期、准周期非线性光子晶体的准相位匹配技术可以大大提高频率转换的效率，却很难实现宽带范围内频率变换的连续调谐性;研究表明在无序结构的非线性光子晶体中，连续的频谱空间分布为宽带范围内多个频率变换提供了可能，然而频率变换过程中极低的转换效率限制了它的进一步应用。　　我们通过引入新的一维非线性光子晶体空间结构分布，即通过对结构分布周期性和无序性的有效结合和优化，深入研究一维非线性光子晶体空间结构分布对宽带二阶频率变换产生的影响，如宽带二倍频效应、宽带级联三倍频效应，建立起宽带有效的频率转换与晶体结构分布的理论模型，有效地实现频率转换过程中效率与带宽的平衡，为宽带可调谐光子器件的研究提供新的途径。　　主要工作有以下几点:　　1.首先介绍了非线性光学发展的进程和现状，接着介绍了非线性效应、二次谐波的产生和三次谐波的产生，并给出了本论文的工作安排。　　2.我们先从理论和数值模拟上研究了一维单周期极化结构的非线性光子晶体、一维双周期极化结构的非线性光子晶体中频率变换的特性。　　3.接着我们从理论和数值模拟上分析了短程有序铁电畴结构中二次谐波的产生过程。这种短程有序结构是由一系列一定长度的周期极化铁电畴结构和任意长度的单畴结构交替构成。我们研究了结构参数对频率变化过程中频谱带宽和转换效率的影响，表明转换效率可以通过增加短程有序结构的晶体长度得到提高，而频谱带宽的大小可以通过调节周期极化结构的长度加以控制。　　4.在一维短程有序单周期极化结构的基础上，我们重点从理论和数值模拟上分析了一维短程有序双周期铁电畴结构中宽带级联三次谐波的产生过程。这种短程有序结构是由一系列一定长度的双周期极化铁电畴结构和任意长度的单畴结构交替构成。我们研究了结构参数对级联三次谐波产生过程中可调谐频谱带宽和转换效率的影响。结果表明，通过控制双周期极化结构段的长度可以实现级联频率转换过程中带宽的调节，而级联三次谐波的转换效率可以通过增加谐波和晶体的作用长度来实现。　　5.总结本文内容并且对未来提出展望。