非线性频率转换是拓宽激光频率的有效方法。准相位匹配技术是通过对非线性光学系数的符号进行周期性的调制来补偿非线性频率转换过程中的相位失配。它具有诸多双折射匹配技术无法比拟的优点，所以得到光学领域广泛的重视。本论文阐述了准相位匹配技术在非线性光学频率转换过程中的应用，并对非线性光子晶体进行详细的理论设计及实验研究，主要内容包括以下方面:　　首先，将考虑泵浦损耗的有效非线性系数模型推广到了二维情况，不仅能定性的还能定量的给出结构的倒格矢分布情况，并给出转换效率的预测。　　其次，我们设计了椭圆结构的非线性光子晶体，该结构能提供随传播方向连续变化的倒格矢分布，从而可以对不同方向上不同波长的入射光的二次谐波过程进行准相位匹配，从而实现高转换效率、波长可调谐的二次谐波产生。　　另外，设计了啁啾结构的周期极化铌酸锂非线性光子晶体，它能在一定范围内对非线性过程进行多阶的准相位匹配，从而实现高效率的二次谐波和三次谐波同时产生。我们还发现，结构的啁啾度对于转换效率和带宽都有重要影响。　　最后，通过对啁啾结构进行合理设计，通过多阶准相位匹配过程实现了二到八次谐波的产生。啁啾结构非线性光子晶体的出现为在固体材料中探索非线性光学作用从而实现超快、超宽激光光源的应用开辟了一条新途径。