这里讲的是一个单频光变为另一个单频光。把很多单频光混在一起变为混频光,或者把混频光分解为很多单频光,光频率看起来也改变了,但它们不是问题里提到的光频改变。
单频光看起来是这样的:

它是一个余玄函数:y=Acos(ωt),这里ω是光的频率,A是幅值,t是通过介质的时间,y是光的电磁波强度。
一个单频光变为另一个单频光的意思就是:一束单频光y1=A1cos(ω1t)通过介质后,变为另一束单频光y2=A2cos(ω2t),这里ω1≠ω2。
非线性介质是啥意思?用中学水平解释非线性:y=kx是线性函数,而y=kx2是非线性函数。介质是啥?光透过玻璃,玻璃就是介质。玻璃是线性介质还是非线性介质?透过玻璃光只会变暗不会变色,说明玻璃前的单频光y1=A1cos(ω1t),经过玻璃后变为y2=kA1cos(ω1t)了。注意,因为没变色,所以频率还是ω1。亮度变小了,所以k是小于1的数。于是就有y2=ky1,这是一个线性函数,所以玻璃就是线性介质了。
如果有一种介质,它是y2=ky12,那么它是非线性介质了。代入y1得到
y2=kA1cos2(ω1t)=2kA1cos(2ω1t)+1
注意y2频率改变了,由ω1变为2ω1。由此证明,非线性介质可以改变频率。