随着激光技术在现代光学技术发展中的作用越来越重要,对激光的强度、波长范围等提出了更新、更高的要求。而拓宽激光输出波长范围,最常用、最有效的方法之一是利用非线性晶体的频率变换技术。通常,非线性光学频率转换是通过对诸如BBO、LBO、KTP、LN 等优良非线性晶体的双折射相位匹配来实现的,但其自身存在许多无法克服的缺点,如在某些波长范围内,所用材料受本身色散特性限制而无法实现匹配,或其最大非线性系数得不到利用等,这极大限制了所用晶体的范围和转换效率。而光学超晶格(准相位匹配材料)是一种人工非线性光学材料,这种材料可以通过人为地对晶体的非线性极化率进行周期性调制,以提供倒格矢来补偿非线性光学过程中由于折射率色散造成的位相失配,不仅可以利用晶体最大的非线性系数,使某些具有大的非线性系数而不能用BMP 完成有效非线性过程的晶体得到有效利用,而且可以通过周期设计使其频率变换范围可以覆盖准相位匹配介质的整个透明波段。此外,QPM 时光束可均沿光轴方向传输,从而在频率变换过程中不存在走离效应,并有大的接受带宽,解决了常规PM 难以解决的问题,拓宽了非线性晶体的应用范围,极大地提高了频率转换效率。这些独特的优势,使得光学超晶格已成为非线性光学材料和固体激光器的研究热点之一,目前已被广泛应用于倍频、三倍频、光参量振荡等激光变频领域。上世纪90 年代以来,随着介电体超晶格的制备工艺日趋成熟和完善,准相位匹配技术在多种材料中得以实现。光学超晶格材料的应用已从最初实现倍频发展到混频、OPO 以及光脉冲整形等多种非线性光学应用领域。超晶格结构也从一维推广到二维,从周期结构推广到准周期结构,甚至是复杂的非周期结构,从而使得光学超晶格参与的非线性耦合过程变的更加复杂。例如在光参量过程中,可以在参量效应的基础上,同时出现相对参量光的倍频、和频等非线性效应,而此时对应的光学超晶格的倒格矢已经不再满足相位失配的补偿条件,因此需要对其非线性过程进行分析和计算,以确定在周期不匹配的情况下,对非线性光学效应的影响。本文从理论上研究了光学超晶格的倍频、参量等非线性光学效应,并对光学