一直以来，非线性光学在频率转化领域始终扮演重要的角色，当不同频率的两束光入射到非线性介质材料中，可以通过倍频(SHG)，三波混频以及级联等方式获得新波段光源。近几年来，绝热通道概念从原子物理被引进到频率转化领域，该技术从原理上可解决宽频带光场之间的转化问题，并获得近似完全的转化效率，现已成功地应用于和频、差频以及一次级联等频率转化方面。然而，当面临多个级联频率变换等较为复杂的情况时，要想直接利用绝热通道技术来实现高效频率变换是很困难的，因为其耦合方程非常复杂。　　为了改善这一问题，我们引入“光学局部优化理论”来辅助绝热通道技术的实现。光学局部优化理论和光学绝热通道理论一样都是借鉴于原子系统中的理论模型，然而光学局部优化理论无需解复杂的非线性耦合方程，同时能自动满足和实现非线性过程中耦合系数的反常规分布（这一点对光学绝热通道技术是非常重要的）。通过建立光学绝热通道技术和光学局部优化理论之间的联系，可使光学局部优化理论成为光学绝热通道技术的延伸和补充，从而让光学绝热通道技术得到更广泛的应用。　　本文将主要介绍三方面内容。首先我们将介绍绝热布居理论在原子系统中的模型，然后将绝热通道技术类比到非线性频率转化领域中，得到非线性频率转化领域中的光学绝热通道技术。其次我们将介绍原子系统中的局部优化理论模型，并且首次将其模型借鉴到非线性频率转化研究领域。然后通过数值模拟，在理论上实现了高效的二次级联差频过程。此外，我们还考虑了相位失配对局部优化理论技术转化效率的影响，研究了不同情况下的数值仿真结果。通过比较，我们发现上述两种技术有相互关联之处，最后通过建立两者间的联系，可以使得光学局部优化理论成为光学绝热通道技术的一种延伸和补充。这为利用光学绝热通道理技术实现较复杂的非线性频率转化提供了一个很好的途径。最后，本文还介绍了几种光学超晶格结构设计方法，并给出了一个三次级联过程的光学超晶格设计方案。