非线性光子晶体中的频率转换过程中往往有多种相位匹配方式，从而产生不同类型的二次谐波。由于晶体结构和光的入射条件的不同，任何满足其相位匹配方式的二次谐波都会产生并掺杂在一起出射。目前的非线性光学研究领域，一维和二维的非线性频率转换过程已经研究得非常透彻，例如：双折射相位匹配，一维准相位匹配，非线性拉曼纳斯衍射、非线性切伦科夫辐射和非线性布喇格衍射此类非共线相位匹配。

三维的非线性频率转换会更复杂并包含更多类型的二次谐波的出射。我们对三维的二阶非线性频率转换过程进行了详细的理论分析，并建立了统一的理论模型。统一模型包含了一维、二维和三维情况下的二次谐波出射情况，不同类型的相位匹配方式得到了统一。

基于此统一理论模型，我们可以设计不同的非线性光子晶体结构来得到需要的二次谐波分布，使得谐波的调控更加便捷，极大的拓展了在光学控制，谐波产生和光子晶体等研究领域中的应用。