Предложена теория генерации второй гармоники нелинейного фотоакустического сигнала оптически неоднородными двухслойными твердотельными образцами. Установлено, что для наиболее интересных случаев, имеющих место в эксперименте, амплитуда этой гармоники ФА- сигнала простым образом связана с термическим коэффициентом оптического коэффициента поглощения обоих слоев образца. Следовательно, измерение амплитуды ФА– сигнала позволяет определить величину термического коэффициента и, тем самым, температурную зависимость величины коэффициента оптического поглощения системы.