本书关注与SRS，CARS，TPEF和SHG信号的原理介绍，适当的理论计算方法。以及这些信号测量，成像的具体方法和实验结果及其分析。理论部分从非线性光学以及强光关系蛊蛾的基础理论开始，逐渐过渡到具体光学信号的具体理论计算方法。理论部分包含经典理论和量子理论的结合，使读者能够很好的理解这些技术的核心。实验部分以光谱的实验技术和成像的实验部分介绍为主，主要是为了使读者能对非线性光学信号光谱以及成像方法有一个比较全面的认识。实验部分主要介绍非线性光学光谱和成像技术在材料和生物领域的应用。

孙萌涛,北京科技大学数理学院教授，博士生导师。中国科学院大连化学物理研究所博士，师从沙国河院士；瑞典隆德大学博士后；先后就职于瑞典隆德大学，中国科学院物理研究所。自主研发了高真空针尖增强拉曼光谱仪,实现了目标分子拉曼光谱的超灵敏检测,并揭示了表面等离激元增强拉曼光谱的物理和化学机制。截至目前，已在Light: Science & Applications、Advance Materials、Small 等期刊上发表高水平论文150余篇，包含8篇ESI高被引论文，论文已被引用5600余次，单篇引用**230次，H因子40。主持国家自然科学基金重大研究计划2项；国家自然科学基金面上项目2项；科技部重大研究计划1项 。

丛 书 序 光是生命能量的重要来源，也是现代信息社会的基础。早在几千年前人类便已开始了对光的研究，然而，真正的光学技术直到400年前才诞生，斯涅耳、牛顿、费马、惠更斯、菲涅耳、麦克斯韦、爱因斯坦等学者相继从不同角度研究了光的本性。从基础理论的角度看，光学经历了几何光学、波动光学、电磁光学、量子光学等阶段，每一阶段的变革都极大地促进了科学和技术的发展。例如，波动光学的出现使得调制光的手段不再限于折射和反射，利用光栅、菲涅耳波带片等简单的衍射型微结构即可实现分光、聚焦等功能； 电磁光学的出现，促进了微波和光波技术的融合，催生了微波光子学等新的学科； 量子光学则为新型光源和探测器的出现奠定了基础。 伴随着理论突破，20世纪见证了诸多变革性光学技术的诞生和发展，它们在一定程度上使得过去100年成为人类历史长河中发展最为迅速、变革最为剧烈的一个阶段。典型的变革性光学技术包括： 激光技术、光纤通信技术、CCD成像技术、LED照明技术、全息显示技术等。激光作为美国20世纪的四大发明之一（另外三项为原子能、计算机和半导体），是光学技术上的重大里程碑。由于其极高的亮度、相干性和单色性，激光在光通信、先进制造、生物医疗、精密测量、激光武器乃至激光核聚变等技术中均发挥了至关重要的作用。 光通信技术是近年来另一项快速发展的光学技术，与微波无线通信一起极大地改变了世界的格局，使“地球村”成为现实。光学通信的变革起源于20世纪60年代，高琨提出用光代替电流，用玻璃纤维代替金属导线实现信号传输的设想。1970年，美国康宁公司研制出损耗为20 dB/km的光纤，使光纤中的远距离光传输成为可能...