本发明公开了一种多通道轨道角动量复用非线性全息装置，光源采用近红外激光器，近红外激光器发出的光束通过线偏振器后，经分束器I分离成光束I与光束II，光束I经过空间光调制器I反射后，依次经过分束器I、透镜I、孔洞、反射镜、透镜II，在偏振分束器处与光束II汇合；分束器II一侧放置挡光板，光束II经分束器II分离的光束经过空间光调制器II反射后，依次经过分束器II、透镜III、半波片、透镜IV，在偏振分束器处与光束I汇合；汇合光束依次经过KTP晶体、透镜V，由二向色镜分离出基波与二次谐波，最终由CCD相机分别记录。本发明拓宽了每个光学频率上的通道数，且信噪比高、成像效果好。