본 연구에서는 선형 편광된 빔과 원형 편광된 빔을 이용한 이차 조화파 발생 현미경(Second Harmonic Generation Microscope)으로 비선형 물질인 KDP의 이미지를 얻었다. 펨토초 수준의 Ti-Sapphire 레이저를 광원으로 하였고, 편광상태발생기로 편광된 빔(0°, 45°, 90°, 우원편광)을 KDP에 투과시킨 후, 이차 조화파 신호를 발생시켜 편광상태 분석기로 검출하였다. 검출기로는 4개의 광전자증배관을 사용하였으며, 여기서 얻은 신호세기로 고유값 보정법을 이용하여 A 행렬을 구하였다. 그 결과, 스톡스 벡터와 A행렬로 뮬러 행렬을 구할 수 있음을 알았다. 또한 편광계를 더욱 발전시켜 세분화하였고, 대비효과를 높였으며, 편광된 빔(0°, 45°, 90°, -45°, 우원편광, 좌원편광)에 따른 KDP의 이미지 변화를 관찰하였다.

공진기형 제 2고조파소자(SHG)는 레이저 빔의 에너지 밀도가 높아 고내구성 박막이 필요하다. 본 연구에서는 광학박막 재료로 고융점 산화물인 ZrO2, TiO2, SiO2를 사용하였다. 반응성 스퍼터링 방법으로 제작한 ZrO2, TiO2, SiO2 박막을 XRD, SAM을 사용하여 분석하였고, 박막의 광학적 특성을 평가하였다. SHG 소자의 KTP 및 Nd:YAG 결정의 반사방지막(A/R 코팅)구성은 ZrO2와 SiO2를 사용하여 컴퓨터로 계산하였는데 기본파인 1064nm와 제 2고조파인 532nm에서 각각 0.1%, 0.5%이하의 반사율을 갖도록 하였다. 또한 고반사막(H/R 코팅)의 경우 1064nm에서 99.9%의 반사율을 갖도록 TiO2와 SiO2로 디자인하였다. 제작한 광학박막의 광학적 특성, 레이저 내구성(laser damage threshold), 온습도 안정성 실험 등을 통해 광학박막을 평가하였다.