在所謂非線性邁克爾遜干涉儀中，標準的邁克爾遜干涉儀的其中一條干涉臂上的平面鏡被替換為一個Gires-Tournois干涉儀或Gires-Tournois標準具，從Gires-Tournois標準具出射的光場和另一條干涉臂上的反射光場發生干涉。由于Gires-Tournois標準具導致的相位變化和光波長有關，并且具有階躍的響應，非線性邁克爾遜干涉儀有很多特殊的應用，例如光纖通信中的光學梳狀濾波器。另外，邁克爾遜干涉儀的兩條干涉臂上的平面鏡都可以被替換為Gires-Tournois標準具，此時的非線性邁克爾遜干涉儀會產生更強的非線性效應，并可以用來制造反對稱的光學梳狀濾波器。