پالس های با دوره زمانی در محدوده پیکوثانیه و کمتر از آن به پالس فوق کوتاه معروف است. در دهه 90 میلادی توسعه بارزی در حوزه تولید پالس های فمتوثانیه و پیکوثانیه با استفاده از لیزرهای حالت جامد حاصل شد. برای تولید پالس های کوتاه مرسوم ترین روش قفل کردن مدی موج پیوسته است. منابع نور همدوس در ناحیه مادون قرمز میانه بسیار محدود هستند. این منابع کاربردهای فراوانی در حوضه های نظامی ، پزشکی، علمی و صنعتی دارند. با کمک اپتیک غیر خطی و استفاده از لیزرهای موجود که معمولا دارای خروجی با فرکانسی بالاتر از مادون قرمز می باشند، می توان نور همدوس در ناحیه مادون قرمز میانه تولید کرد. به این منظور از کریستال های غیرخطی استفاده می شود. پالس های فوق کوتاه دو خصوصیت بسیار مهم دارند. یکی شدت نور بالا که سبب پدیده های غیر خطی و دیگری پهنای فرکانسی که سبب پاشندگی پالس لیزری می شود. خصوصیت اول یک مزیت برای تولید پالس های فوق کوتاه در ناحیه مادون قرمز میانه است. در این رساله سعی شده است که با استفاده از کریستال های نوری که در محدوده مادون قرمز میانه شفافیت دارند و فرایندهای اپتیک غیر خطی مانند تولید هماهنگ دوم، تفاضل فرکانسی و برهمکنشهای پارامتری نوری راههای مختلفی برای تولید موج در بازه طول موجی مادون قرمز میانه 2.5 تا 20 میکرومتر را بیان کرد.
