图：受激辐射过程
只有当入射光子的能量等于高低能级之间的差时受激辐射更容易产生。也就是说，一个光子入射经过受激辐射后发射了两个光子。
这个过程被用来制作激光器。关于连续激光以及脉冲激光的产生我们在之前的推文中就详细讲过。
在此我们简单总结一下，引入多能级系统使较高能量的能级比低能级拥有更多的电子，随后受激辐射过程使入射光放大，最后通过谐振腔输出高功率的激光。
同时周期性调节谐振腔的损耗实现锁模过程从而产生脉冲光，最后啁啾脉冲放大技术实现高功率的脉冲激光输出。
所以我们用光照射位于谐振腔中的多能级晶体就可以产生激光。
激光由于其强相干性，尤其是对于脉冲激光来说，更是具有极强的瞬时功率，从而更容易完成一些普通光源无法做到事情。
比如1961 年 Franken 等人采用下图所示的实验装置发现：694.3nm 红宝石激光入射到石英晶体上，出射光中出现了一条波长为 347.15nm 的新谱线，频率是入射光的两倍 ，这就是光倍频现象。
图：光倍频产生实验装置示意图
光经过介质后频率发生改变就是一种典型的非线性光学现象。这种介质被称为非线性介质。
由于光是电磁波，所以其在介质中的传播遵循麦克斯韦方程组。光与物质的相互作用主要是电作用，所以介质一般都是没有磁性的。
由此可以写出光波传输的方程组[3]：
