لایه های نازک به طور گسترده ای در اپتیک، فوتونیک و تکنولوژی لیزر مورد استفاده قرار گرفته اند و کاربردهای فراوانی در ابزارهای اپتیکی مانند پوشش های ضدبازتاب، آینه های دی الکتریک، فیلترهای تداخلی، سلول های خورشیدی، موجبرها و ... دارند. با کشف خواص اپتیک غیرخطی و مشاهده آن در بسیاری از مواد آلی وغیرآلی، این شاخه از فیزیک وارد حیطه لایه‎‎ های نازک شد. امروزه مواد اپتیکی غیرخطی نقش مهمی در تکنولوژی فوتونیک، نانوفوتونیک و بیوفوتونیک ایفا می کنند. اغلب پدیده های غیرخطی مانند دوپایداری نوری، خودکانونی، سالیتون ها، تبدیل فرکانس و ... در ساختارهای لایه ای به خوبی مشاهده شده اند. با توجه به آن که معادلات ماکسول در محیط های غیرخطی همچنان برقرار می باشند، در این پایان نامه با گسترش معادلات از حالت خطی به غیر خطی و با استفاده از روش های عددی به مطالعه برخی از خواص اپتیکی لایه های نازک غیرخطی از جمله ضرایب بازتاب و عبور پرداختیم. برای موادی با اثر غیرخطی کِر ضریب شکست تابعی از شدت نور است و این باعث می شود که بازتاب و عبور از لایه های نازک با تغییرات شدت نور تغییر کنند. در نهایت با استفاده از این خواص به طراحی محدودکننده های نوری پرداختیم و همچنین تأثیر لایه های نازک کِر در تغییر شکل پرتو گاوسی ‎‎را مورد بررسی قرار داده ایم‏، و نشان داده ایم که با استفاده از لایه های نازک غیرخطی می توان قدرت تفکیک ابزارهای نوری را افزایش داد.