光束自聚焦（self-focusing of laser beam），理学-物理学-光学-〔光与物质相互作用〕-〔非线性相互作用〕，强激光束通过非线性介质时会自动会聚成一条或数条细丝的现象。20世纪60年代中期，实验发现当几兆瓦的强激光束聚焦后通过某些固体就能使之受到损伤，并留下直径只有几微米的长条伤痕。后来知道这些长条伤痕正是光束发生自聚焦造成的。细丝中的光强可达1010瓦/厘米2或更高，细丝可长达几厘米，但直径往往只有几微米且近乎不变。此外，尽管入射光是准单色的，但细丝处的光却具有大于100厘米-1的光谱宽度，伴随自聚焦出现的这个现象称为光谱自加宽。后来发现，自聚焦在液体和气体中是同样存在的。同时，都存在一定的阈值，只有当入射光强高于该阈值时自聚焦才会发生。光束自聚焦是一种重要的三阶非线性光学效应，根源是介质感应折射率的变化与通过介质的光强成正比。已知，在很多情况下激光光强在其光束截面上的分布是不均匀的，如呈高斯分布。由于中心部分光强强，折射率增加较大；边缘部分光强弱，折射率增加较小。折射率在光束截面上这种不均匀性的后果，是光在中心部分的相速度小于边缘部分。