Побудовано нелінійну мультигармонічну теорію та проведено аналіз фізичних процесів у двопотокових супергетеродинних лазерах на вільних електронах (ДСЛВЕ) клістронного типу. Ураховано мультигармонічність поля хвиль сигналу, накачки і просторового заряду та факт присутності в області взаємодії повздовжнього фокусую чого магнітне поле. З"ясовано можливість роботи ДСЛВЕ в мультигармонічному режимі. При цьому, режим роботи щодо першої гармоніки трактується як підсилювальний, тоді як відносно вищих гармонік - як генерація. У всіх випадках відзначаються високі рівні підсилення та розв"язки "вхід-вихід" і відносна компактність системи в цілому, у тому числі при роботів оптичному діапазоні.
