非线性光学在生物化学中有着重要的应用，尤其是双折射现象和圆二色性效应，它们是区分手性分子的手性的重要手段之一。本文从理论方面研究了这两种效应，并且发现了两种新的非线性光学效应，包括非线性光学双折射效应和非线性光学圆二色性效应。论文的具体内容包括： 在第二章中，论文首先介绍了密度矩阵理论的一般范式。密度矩阵理论是通常计算低阶或高阶极化强度和极化率的普适方法，是非线性光学的理论基础。 在第三章中，论文对光学克尔效应、椭圆旋转现象，以及旋光性现象做了简要的介绍。在此基础上，我们发现了两种新的非线性光学效应：非线性光学法拉第效应和非线性光学圆二色性．这两种非线性光学效应，是由一束很强的圆偏振激发光与一束线偏振探测光平行入射而产生的。在这种情况下，圆偏振光的电场与分子相互作用，在介质内产生一个有效磁场，使得偏振的探测光在穿过介质时发生光学旋转以及对于左旋和右旋偏振光产生不同吸收，这两种非线性光学现象是它们都是在没有外加静磁场作用的情况下产生的，并且都与三阶非线性极化率X<(3)><,1212>和X<(3)><,1221>的差值有关。 论文在第四章对于与三阶非线性极化率有关的上述两种新的非线性现象做了具体的讨论。在这里，应用费曼图技术，首先给出了在双共振情况下三阶非线性极化强度的具体表达式，并将它应用到三能级系统中。研究发现：当基态和激发态的波函数不同时为实函数或不同时为纯虚函数时，上述两种非线性效应都不会消失．并且可以通过光学克尔效应和椭圆旋转现象对我们所阐述的两种新的非线性光学效应从实验上进行检验。 论文在最后一章，通过费曼图技术，给出了三共振情况下三阶非线性极化强度和相应的极化率，并将它应用到近简并三能级系统。研究发现：在一般情况下仍然有X<(3)><,1212>≠X<(3)><,1221>，并且在这里我们还给出了这两种新的光学效应所依赖的三阶非线性极化率之差(X<(3)><,1212>-X<(3)><,1221>)的具体表达式。