1785年David Rittenhouse首次发明了衍射光栅并观察到光栅的衍射效应。1836年，H.F.Talbot将光栅衍射效应的观察距离从夫琅和费远场衍射区域扩展到了菲涅尔近场衍射区域，并在近场区域的某些特定位置处首次观察到了与光栅结构类似的强度图像，该现象随后由Lord Rayleigh于1881年从理论上给予证明。为了纪念H.F.Talbot，后人也将这种周期性结构物体的无透镜成像效应称为Talbot效应。为了区别当今的非线性Talbot效应、X射线Talbot效应、电子Talbot效应、量子Talbot效应等，我们在此称之为传统Talbot效应。　　传统Talbot效应在长达180年研究历程中主要集中在改变光源的特性或改变光栅的结构，其研究范围相当有限。而张勇课题组在2010年报道的非线性Talbot效应——周期性极化钽酸锂(PPLT)晶体产生的二次谐波在自由空间中的自成像效应，突破了传统Talbot效应中的材料体系，将Talbot效应发展到非线性光学领域中。在非线性Talbot效应被报道之后，张勇课题组又报道了分数非线性Talbot效应，呈现了分数自成像面处二次谐波所形成的强度图像的周期加倍特性和图像旋转平移特性。随后，张勇课题组又巧妙地利用非线性晶体固有的声光效应和铁电畴设计引入的倒格矢，相继发表了声光可调非线性Talbot效应、准相位匹配引入的非线性Talbot效应。　　然而以上几个工作中，重点关注的是周期性二次谐波在自由空间中的成像效应——二次谐波强度图像，却没有涉及成像中的相位信息。而二次谐波的相位确是非线性Talbot效应形成主要原因。激光通过PPLT晶体的正畴和负畴激发产生的二次谐波具有π相位差，并且结构的周期性也使这样的π相位差呈现周期性分布，从而满足了Talbot效应的充分条件——周期性光场。因此，研究自成像的相位信息将有助于我们更加透彻地理解非线性Talbot效应和分数非线性Talbot效应，进而扩展非线性Talbot效应的应用领域。在研究PPLT晶体产生的相差π相位的二次谐波在自由空间中的传播特性和叠加特性的过程中，得出了以下结论。　　1、从理论推导中发现，PPLT晶体正畴和负畴产生的二次谐波具有π相位差产生的原因是极化过程使晶体的物理系坐标系发生转变，进而改变了相应的二阶非线性系数的符号。　　2、晶体的旋转操作也可以相应地改变二阶非线性系数的符号，进而改变二次谐波的偏正方向和相位。这样的简便操作可以方便地改变参考光的相位，实现参考光与信号光的选择性干涉。　　3、通过参考光与PPLT产生的信号光干涉，相差π相位的二次谐波被成功分离开，并分别独立研究它们的传播特性。从中发现，正畴或负畴产生的周期性二次谐波均能实现自成像效应，而且它们的叠加正好复原了PPLT晶体产生的非线性Talbot效应。　　4、在自成像位置处，正畴和负畴产生的二次谐波正好互补，可以看成是强度叠加。而在其他成像位置处，正畴和负畴产生的二次谐波确是复振幅的叠加。它们的相互干涉使得在有些成像距离处形成一系列聚焦光斑，在有的成像距离处它们各自形成一套四角点阵，嵌套在一起。