Ce cours est une introduction au domaine de l’optique nonlinéaire qui se manifeste lors de la propagation de faisceaux lumineux suffisamment intenses à travers un milieu matériel. En régime nonlinéaire, la réponse du milieu n’est plus proportionnelle à l’amplitude du champ d’excitation et se développe (en régime perturbatif) suivant une somme de termes en puissances du champ associés aux nonlinéarités d’ordre 2, 3… etc. Les interactions nonlinaires entre un champ et un milieu matériel donnent lieu à une grande variété de phénomènes et d’applications : génération d’harmoniques pour le doublement ou le triplement de la fréquence d’un laser, amplification et oscillation paramétriques avec la réalisation d’oscillateurs cohérents largement accordables (OPO), génération de peigne de fréquences, de sources superluminescentes, d’automodulation de phase, d’auto-focalisation ou dé-focalisation de faisceaux…

Partant des concepts de base en électromagnétisme, le cours s’attachera à développer des outils utiles à la compréhension des concepts de base et à l’évaluation des efficacités des principaux phénomènes nonlinéaires.