本文对周期性极化掺镁铌酸锂(PPMgLN)的制备及其二阶非线性光学现象进行了实验研究和理论分析。对于其制备工艺,宽带倍频特性,掺杂度对于飞秒脉冲倍频影响,和全光波长转换特性进行了研究。详述了掺镁铌酸锂室温极化工艺。在研究极化微观理论基础上,讨论了各参数对于极化过程的影响;探讨了一致性电场、电场对比度、晶片击穿、空气漏电流等极化工艺关键问题,给出了一定的解决方法。研究了一阶准位相匹配I型PPMgLN在通讯波段上的宽带倍频效应,具体分析和解释I型PPMgLN准位相匹配相干长度、样品温度和基频光入射角与波长之间的关系,分析倍频效率双峰与温度之间的依赖关系。研究了基于周期性极化纯铌酸锂、5mol%和7mol%掺杂比的PPMgLN的一阶I型准相位匹配超短脉冲倍频特性。给出了基于三种不同镁掺杂度的周期性极化铌酸锂晶体的飞秒脉冲倍频特性参数,比较了不同掺杂度对飞秒脉冲QPM SHG过程中GVM的影响。基于I型QPM SHG,在38 oC的20 mm长的PPMgLN体器件中得到了高达25 nm的倍频宽带。在倍频宽带中任意连续的调节泵浦光,演示了基于cSHG/DFG二阶级联效应的灵活全光波长转换,其中输入光可以任意被泵浦光转换到所需的信道。提出可以在倍频宽带内同时产生多个泵浦光,将单个输入光转换到多个信道,实现波长广播功能。