在该文中,我们主要研究了短脉冲在一维光子晶体中的倍频过程及其特性.主要的工作如下:研究一维光子晶体内倍频过程的一般特征是该文的基础所在.在第二章中,借助于复有效折射率法,我们详细的研究了在光子晶体内的倍频过程中,位相匹配的要求及其实质,以及禁带边缘的光场共振现象.在提供理论解析分析的同时,阐明了如何利用数值模拟的方式得到光子晶体的透射系数谱和态密度谱,以作为下文研究的基础.特别的,以单元结构分别为(λ<,0>/4,λ<,0>/4)和(λ<,0>/4,λ<,0>/2)的一维光子晶体为对象,最终得出结论,在二次谐波产生的过程中,(λ<,0>/4,λ<,0>/2)形式的结构才可能同时符合位相匹配和光场共振的要求.第二部分的工作重点在于短脉冲激光光源本身.由于在激光源内部或者是传播过程中多次经过非线性和色散介质,激光的时间域和空间域质量都将受到严重的破坏.其中空间域质量可以通过空间滤波的方法加以改善,我们则创新性地利用时间域滤波的方法,通过理论分析和计算机模拟,研究了以此改善短脉冲激光脉冲质量的方法和可能性.结果证明了时间域滤波方法有效的窄化了输出脉冲的脉宽,改善了脉冲的形状.这种方法可能使得通常要求非线性B积分不大于1的限制被打破.第三部分的研究工作结合了短脉冲激光和一维光子晶体中的倍频过程的一般特性.在第四章中,通过对位相失配的展开分析,我们详细地研究了光子晶体中短脉冲激光倍频的特性.特别是对群速度失配和群速度色散的影响做了具体研究.结果说明,群速度失配(GVM)、群速色散以及光子晶体的有限带宽是影响短脉冲激光倍频的主要因素,它们均将导致谐波光脉冲变宽,相应的脉冲光谱变窄.受周期性结构调制的影响,光子晶体的色散较材料体色散有数量级的增强,上述三个过程的联合作用,使得非线性光子晶体仅适用于ps级的短脉冲激光倍频.在第五章中,我们首先研究了光子晶体中不同于传统材料的补偿群速度失配的自由度.引入晶体的倾斜角.我们分析了光子晶体中群速度对于入射角度的敏感性的原因.并通过数值模拟分析,在适当的入射角度和偏振条件下,实现了短脉冲激光在光子晶体内倍频过程的群速度匹配,并且晶体倾斜较具有较大的宽容度.缺陷态光子晶体中的倍频增强机理具有和完整光子晶体不同的原因,有效作用距离的缩短使得基频和倍频过程之间的群速度失配影响减小,有限的群速度失配量将变得可以忽略.