利用准位相匹配技术,人为地在非线性晶体上制备出非线性系数的周期结构,来满足位相匹配条件,可以提高频率转换的效率与扩大非线性晶体的应用波段范围。铌酸锂晶体是实现准位相匹配最为理想的材料之一,因它的有效非线性系数较大以及其生长工艺的成熟和PPLN外加电场极化法工艺技术的提高,使得它在非线性频率变换领域的应用研究成为近年来的研究热点。本文对基于周期性结构的准位相匹配二阶非线性耦合波方程进行了推导,得到了各二阶非线性参量过程的频率转换效率公式。介绍了准位相匹配技术对非线性晶体的二阶非线性系数在空间上进行调制实现高效率频率转换的物理机制。简介了退火质子交换铌酸锂波导的制备及其特性。采用高压脉冲电压对铌酸锂波导成功地进行了室温极化,并对电场极化周期性畴反转的机理进行了研究。推导了导波的准位相匹配耦合波方程,得到了一些有用的计算公式。进行了PPLN波导的倍频转换实验,归一化倍频转换效率高达75%/W^-1·cm^-2。介绍了基于PPLN波导的二阶级联“SHG+DFG”全光波长转换实验原理,为进行下一步的研究提供了基础。