光ファイバは三 次の非線形性を持っています。もう少し具体的に言うと、三次の非線形感受率χ^(3)があります。光の電場をEとします。この光を光ファイバに入射すると、光ファイバの中に生じる非線形分極はχ^(3)E^3に比例します。もし、光の電場に二つの周波数成分、ω1とω2、があるならば、E=E1(ω1)+E2(ω2)と書けます。非線形分極はχ^(3)(E1+E2)^3であるから、2ω1-ω2や2ω2-ω1など新しい周波数成分が現われます。非線形分極の影響で、出てくる光は新しい周波数成分を持つ。エネルギー保存のため、新しい周波数成分が出てくると、もともと入れたE1よE2のエネルギーが減ります。このように、光ファイバの非線形性を用いて、光の周波数変換ができます。