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On appelle cristal non-linéaire un milieu présentant une susceptibilité non linéaire de type :
D=left(epsilon_o+sumepsilon_NL^(i)right)vecE" alt="susceptibilité" />
En pratique, la plupart des matériaux présentent une composante non linéaire mais qui se trouve être soit négligeable soit nulle pour certains ordres (le verre presente une composante d'ordre deux nulle et d'ordre trois faible). Le cas qui a été le plus étudié (grâce à la découverte du laser) est la composante d'ordre deux. En pratique, elle se traduit par une dissymétrie spatiale des charges au sein d'un cristal non centro-symétrique (cristaux tels que Niobate de LithiumLithium ou le BBO) et sert à la génération paramétrique de paires de photonsphotons.
