电光效应属于铁电晶体的一项重要的二阶非线性光学效应，可根据电场加载方向区分为纵向电光效应（泡克尔斯效应）和横向电光效应。而周期性极化铌酸锂是将铌酸锂晶体的非线性系数进行了空间周期性调制，在满足准位相匹配时可应用在倍频，光参量放大，光参量振荡等非线性过程中。本文的主要研究内容正是建立在周期性极化铌酸锂的电光效应的基础上，从理论和实验上研究了以下各方面内容。为实现超短脉冲在周期性极化掺镁铌酸锂的群速度调控，特意将入射波长选择在非相位匹配对应的波长上，整个过程处在相位失配状态下进行。推导了直流电场参与的二阶非线性耦合波方程，并且方程中考虑三阶非线性效应（自相位调制器和交叉相位调制）引起的非线性相移对脉冲群速度的影响。分析了这些参数包括：电场强度、脉冲强度、温度、位相失配量对群速度调控的影响。由于掺镁铌酸锂晶体存在矫顽场和抗光功率阈值，所以不能忽略电场极值和光强极值对脉冲波形的影响，因此确定了该方案下掺镁铌酸锂可适用的最大电场强度和最大入射脉冲功率。另外，还把电光效应和三阶非线性效应的联合调控效果与仅电光效应对脉冲时延的影响进行了对比，前者效果明显。三阶非线性效应这项因素的加入具备了理论指导的实效性，对实验具有理论指导意义。在磁光法拉第效应中，线偏光在介质中往返传播一次，其偏振面旋转的角度为单程的两倍。而在相位匹配情况下，周期性极化铌酸锂中的每个畴都可看成一个半波片，线偏光在外加电场的周期性极化铌酸锂晶体中传播时其偏振面将发生偏转。进一步研究发现，晶体畴的个数决定了晶体旋光性的类别，当晶体包含偶数个畴时，周期性极化铌酸锂表现的是天然旋光性；当晶体包含奇数个畴时，周期性极化铌酸锂表现出的却是偏振旋转的非互易性，这个特性与磁光法拉第效应类似。借此提出了电光效应下的“类法拉第效应”，并得到了掺镁铌酸锂晶体的“类费尔德常数”，拓宽了传统光学超晶格内的畴数目必为整数的思想禁锢，并基于周期性极化铌酸锂晶体所含畴的个数为奇数性分数的结构设计了电光隔离器。为实现ICF系统对超高强度光斑均匀性的超高要求，研究表明光谱色散束匀滑和随机相位板技术的同步使用能够明显提高光斑均匀性。除此以外，还发现若有多个频率的微波参与光谱色散过程，光谱均匀性会进一步地提升。从模型建立出发，到实验制作了一类可适应多频率驱动的电光调制器。其过程是首先基于准速度匹配原理，利用模拟退火算法设计了一套非周期排列的畴反转分布，理论上验证了该结构对带宽内各微波频率的响应，在带宽内，各频率所取得的调制深度均相等。其次，利用室温电场极化法成功实现了非周期的大面积畴反转，详细介绍了极化过程所包含的一些细节和一些参数。样品检测结果表明，非周期电光调制器在响应带宽内，调制深度均达到设计指标。