Os efeitos não lineares em fibras ópticas podem ser classificados em duas categorias, de acordo com a sensibilidade à dispersão cromática da fibra. Os processos de espalhamento, tais como o Espalhamento Raman Estimulado(SRS) e o Espalhamento Brillouin Estimulado, são praticamente independentes da dispersão, enquanto que os processos paramétricos, tais como a auto-modulação de fase(SPM), a modulação de fase cruzada(XPM) e a mistura de quatro ondas (FWM) são influenciados pela dispersão. Esses efeitos tem sido explorados para diversas aplicações possibilitando o aparecimento de novas propriedades ópticas, pela microestruturação do material [30].

A vantagem das fibras microestruturadas é que elas permitem um rígido e extenso controle do guiamento da luz, o que as torna mais versátil. Isso ocorre porque a microestrutura pode ser projetada de diferentes formas, de maneira a lhes conferir as propriedades que se desejar.

Devido à grande diferença do índice de refração entre o núcleo de sílica e do revestimento de buracos de ar, as PCFs possibilitam um confinamento muito mais forte, e assim, não-linearidades bem mais elevadas. Além disso, as PCFs permitem uma adaptação mais flexível das propriedades de dispersão, que são cruciais para muitas aplicações de efeitos não-lineares. Como a dispersão destas fibras é feita sob medida, alterando sua geometria de revestimento do seu núcleo, de forma que o confinamento da luz é devido à ao alto índice de refração entre o núcleo e os buracos de revestimento, o que permite o melhoramento das interações ópticas não-lineares sem aumentar o intensidade da luz. Isto torna possível o projeto de dispositivos compactos e de baixo custo.