Podstawy teoretyczne wielu nieliniowych procesów zostały opisane w monografii Bloembergena „Nonlinear Optics”.
Nieliniowe procesy optyczne Optyka nieliniowa wyjaśnia nieliniową odpowiedź takich właściwości jak częstotliwość, polaryzacja, faza lub droga optyczna padającego światła. Takie nieliniowe oddziaływania generują szeroką gamę zjawisk optycznych:
Mieszanie częstości Generacja drugiej harmonicznej (SHG od ang. Second-Harmonic Generation), czyli podwajanie częstości, generacja światła o podwójnej częstotliwości (połowa długości fali), dwa fotony są zamieniane na pojedynczy foton o dwukrotnej częstotliwości. Generacja trzeciej harmonicznej (THG od ang. Third-Harmonic Generation), generacja światła o potrójnej częstotliwości (jedna trzecia długości fali), trzy fotony są zamieniane na pojedynczy foton o trzykrotnej częstotliwości. Generacja wysokiej harmonicznej (HHG od ang. High-Harmonic Generation), generacja światła o częstotliwościach wiele większych od oryginalnej (zwykle od 100 do 1000 razy większej). Generacja częstości sumacyjnej (SFG od ang. Sum-Frequency Generation), generacja światła o częstotliwości będącej sumą częstotliwości fotonów wyjściowych (generacja harmonicznych stanowi przypadek szczególny). Generacja częstości różnicowej (DFG od ang.