光学的重要分支。研究介质在强辐射（激光）照射下其光学参量（折射率、吸收系数等）不再是常数而随辐射强度变化的现象。常见的这类现象有：光的自聚焦——强光束在均匀介质中传播时光束会自动收缩变细，犹如经过透镜聚焦一样；光变频——强光的倍频、变频、混频（包括和频及差频）等现象，如入射频率为ω的强光束经过介质后，出射光波可以有2ω、3ω等倍频；感应透明——某些不透明介质在强光照射下转变为透明介质等。