实现定值轴向载荷施加的非线性大口径光学元件夹持装置，它涉及一种非线性大口径光学元件夹持装置。本发明解决了非线性大口径光学元件在重力和夹持的作用下容易发生变形，导致其谐波转换效率下降的问题。本发明的非线性大口径光学元件放置在支撑框上；支撑框四周分布安装定位边块，定位边块与支撑框固定连接，定位边块上设有胶钉水平安装孔，胶钉穿过胶钉水平安装孔与非线性大口径光学元件接触；非线性大口径光学元件的迎光面四周分布安装弹性压片，弹性压片上安装有刚性压片，弹性压片和刚性压片与定位边块通过施载螺钉连接；扭力扳手作用于施载螺钉上。本发明用于非线性大口径光学元件全周长夹持及定值轴向载荷施加实验方案中。