فیزیک لیرز واپتیک غیرخطی دو شاخه مهم از علم فیزیک هستند که از ابتدا با یکدیگر ارتباط نزدیک داشته اند. بلافاصله بعد از اختراع لیزر، مشاهده شد که نور قوی لیزر می تواند اثرات اپتیک غیرخطی در محیطهای گوناگون با ضرایب دی الکتریک مختلف و انواع کریستالها به وجود آورد. یکی از این محیط ها همان کاواک لیزر می باشد که در آن اثرات اپتیک غیرخطی وقتی ظاهر می شود که یک پرتوی نور خارجی جهت تقویت به درون کاواک لیزر فرستاده می شود. اثر ترکیب چهار موج ‏‎(four wavc mixing effect)‎‏ یکی از فرآیندهای مهم اپتیک غیرخطی است که در مکانیزم تقویت نور توسط یک لیزر نقش بسیار مهمی ایفا می کند. در این پروژه تئوری تقویت نور توسط لیزر برای حالتی که شدت نور ورودی از مقادیر بسیار کوچک (جائیکه تقویت نور خطی است) به مقادیر بزرگ افزایش داده می شود (جائیکه تقویت نور غیرخطی است بررسی شده است) هدف اصلی بررسی دقیق مکانیزم تقویت نور توسط لیزر به عنوان یک آمپلی فایر اپتیکی است.