自从非线性光学的初期以来，光学谐波发生和光学混频的研究有两个主要目的:一是关于物质对强光场的非线性电响应的研究，二是应用此效应产生新频率的光。二次谐波发生是研究得最广泛的现象，而用非线性晶体对可见光激光进行倍频已成为产生紫外光的标准方法。二次谐波发生起因于二次电非线性，只有在无中心介质中才有可能；对称性禁止中心对称介质中的二次非线性。因此，由于其中心对称性，蒸汽不显示二次光学非线性。随后的蒸汽的研究证实了三次谐波发生，这是三次光学非线性的一个例子。早期的实验包括测量稀有气体原子蒸汽中的“超极化率