利用光学频率变换方法实现新频率激光光源的产生，是现代激光技术的一个重要手段。非线性掺杂晶体通过适当折射率（掺杂比）调制，不但可实现非临界相位匹配，还可以增大相位匹配带宽，从而降低了对入射光单色性及高功率的要求；不仅如此，折射率调制还能改善晶体的调谐特性。　　 本文首先介绍了非线性光学的理论基础知识，其中包括了非线性极化率、瞬态和稳态倍频耦合波方程、掺杂比对折射率调制的影响；介绍了铌酸钾锂晶体的光学特性及宽波段倍频的优越性；并采用了平均权重法计算出了该晶体的折射率色散方程。为了便于清晰地了解折射率调制对于倍频过程的影响，本文从平面波模型出发，由Maxwell方程推导出了折射率线性调制介质内的稳态倍频耦合波方程。在此基础上给出了稳态耦合波方程的小信号解及大信号下的数值解。其次采用了具有折射率调制的铌酸钾锂晶体作为超短脉冲的倍频介质。同时推导出了超短脉冲在折射率线性和周期（正弦）调制晶体中倍频的瞬态耦合波方程组。对于线性调制，给出了瞬态耦合波方程的小信号解，并在高转换效率下，通过编程对耦合波方程进行了数值求解。分析了相位调制参量，群速度失配量及入射波波长对倍频脉冲波形的影响：研究了基波啁啾对倍频转换的影响。在小信号情况下，发现谐波脉冲明显被压缩，光束质量得到改善，并在理论上给出了最佳啁啾系数（脉宽最窄）与调制参量的关系，而在高转换效率下，啁啾的影响有所降低。最后对于正弦调制，研究了瞬态耦合波方程的小信号数值解。定性地分析了正弦调制周期和初始相位对倍频转换的影响。分析发现：折射率正弦调制能够展宽相位匹配带宽，形成多峰结构。