本论文主要研究了准相位匹配周期极化铌酸锂的外加电场方法制备，铁电畴极化反转的微观机理，以及在非线性光学中的重要应用：倍频和光学参量振荡。准相位匹配与双折射相位匹配相比具有很多优势，极大地拓宽了非线性晶体的应用范围，大大提高了非线性光学转换效率；外加电场方法制备周期极化铌酸锂，可以使铁电畴反转穿透整个晶体厚度，反转畴与表面垂直，在室温下即可实现极化反转，是目前实现准相位匹配晶体的最主要的方法。全固态周期极化铌酸锂光学参量振荡器具有调谐范围宽、调谐简单方便、效率高、结构紧凑等特点，已经成为可调谐激光器的主流，是将来的发展方向。 本文在利用周期极化铌酸锂实现准相位匹配技术方面开展了以下工作：1.对准相位倍频的耦合波方程进行了求解，给出了小信号近似下倍频转换效率的表达式，在此基础上对准相位倍频器件进行了优化设计，同时研究了周期极化铌酸锂倍频的容差特性，对实验具有一定的指导意义； 2.对高掺镁周期极化铌酸锂进行了倍频实验的研究，采用外加电场极化法，在已单畴化Z切掺6.5mol％镁的铌酸锂基片上制作周期为6.6～7.1μm(间隔0.1μm)的多周期光学微结构，在抽运Nd：YAG激光功率为180mW时，得到了22mW的倍频绿光，转换效率为12.2％； 3.在求解准相位匹配光学参量耦合波方程的基础上，对光学参量的阈值特性进行了分析，得出准相位匹配晶体长度是影响阈值的主要因素。同时对光学参量的调谐特性和容差特性进行了分析； 4.对掺镁周期极化铌酸锂光学参量振荡器进行了实验研究，PPMgO：LN晶体采用多光栅周期结构，周期范围29μm～31.5μm(间隔0.5μm)，泵浦光为脉冲Nd：YAG激光，当晶体温度在30℃～180℃变化时，实现了信号光1.45～1.72μm的宽调谐输出。晶体温度30℃条件下，当泵浦光功率为300mW时，最大输出信号光功率为56mW，转换效率18.7％.