相位匹配一直是非线性耦合过程中的核心研究问题。包括双折射相位匹配、准相位匹配、腔相位匹配、菲涅尔相位匹配等在内的一系列相位补偿技术,在激光频率转化过程中发挥着重要的作用,大大提高了非线性转换效率。对这些匹配方式的探索研究工作,一直受到非线性光学界的广泛重视。近年来,利用微结构的人工干预,实现非线性光波波前的自由调制功能,成为了最吸引眼球的课题之一。经过十几年的发展,波前调制领域已经从多通道相移技术,走到了如今傅里叶光学与相移结合的技术、局域准相位匹配技术等百家争鸣的局面,实现了诸多非线性光波波前调制的功能。基于以上两方面的原因,本文将介绍一个广义的相位补偿方式和一种统一的非线性波前调制技术。具体包括以下几个部分:1、我们把菲涅尔相位匹配原理推广到广义的反射相位匹配形式。核心思想为利用参量光和基频光经过界面反射时产生的总相位变化来补偿传播过程中介质色散导致的相位失配。实验上利用金属面单次反射相移,获得了 2倍的倍频强度增益。利用"金属-铌酸锂-金属"的反射微腔结构,共获得了 4倍以上的倍频强度输出。这种匹配方式不需引入人工微结构,因此可以利用体块非线性介质来实现变频过程。预言了另一种反射面——多层介质高反面的引入,将极大的减少损耗和增加相位调制的灵活性,以提高转化效率。2、我们以前的工作将惠更斯菲涅尔原理推广到非线性光学中:非线性光波的子波源,被认为是由非线性极化波（由基频光激发所致）产生,以球面波向外辐射,非线性光的场分布取决于所有子波的叠加。本文利用这个原理设计了铌酸锂超晶格,实现了不同基波偏振态参与下的倍频光的双聚焦的调控功能。该非线性聚焦效果好于14倍,偏振控制性能保持良好。利用这个实空间的理论,对一些非线性辐射（契伦科夫辐射,拉曼奈斯衍射,布拉格衍射等）的物理机制重新进行了解释。3、根据非线性惠更斯原理,我们提出了基于波动理论的非线性光学全息技术:通过非线性极化波和倍频物光的干涉,记录下物光完整的波前信息;通过基波照射,再现倍频物光。利用非线性全息板——光学超晶格,演示了倍频Airy光束的产生,研究了该光束的自加速和自愈性能。并且通过这个实验,初步探讨了体积全息技术的选择特性,以及它对非线性光学波前调制的意义。利用非线性全息成像技术,得到了"蝙蝠侠标志" "S"等四幅图的倍频像。结合反射相位匹配技术,设计了非线性空间光调制器理论模型,初步评估了其可行性。