非線形光学効果の大きいナノワイヤ、たとえば直径40～400nm（ナノメートル　nは10^-9＝10億分の1）のニオブ酸カリウムのナノワイヤにレーザーを照射すると倍周波数の光が出ることを利用する。倍周波数の光はナノワイヤにしか発生しないため、ナノワイヤ直下のみを局所的に励起できる。ナノワイヤが光ピンセット（optical tweezers）技術で走査できることと組み合わせることで、これまでの顕微鏡とは異なる原理で特定の位置の像を見たり、さらにはナノ領域の発光を見たりすることも可能になる。このナノワイヤプローブに向けて、最近動作原理が確認された。