1934年前苏联科学家(C)erenkov发现介质中的带电粒子如果行进的速度超过光速就会以一定的角度((C)erenkov角)辐射出相干光，这个现象后来就以他的名字命名为(C)erenkov辐射。在光学超晶格光波导中传播的光同样也可以产生类似的辐射：入射光场在介质中可以诱导产生非线性极化，如果具有新的频率的谐波的相速小于非线性极化波的相速，在(C)erenkov角方向就可能观察到该频率的相干光。我们把这种现象定义为非线性(C)erenkov辐射。我们在研究光学超晶格光波导时证实了这种非线性(C)erenkov辐射的存在，并对其进行了详细的研究，得到了一系列有创新意义的结果。本论文是对光学超晶格波导中的非线性(C)erenkov辐射研究的一个系统总结，从材料制备到性能表征，主要包括以下几个方面内容： 1．制备出能产生非线性(C)erenkov辐射的光波导。以焦磷酸为质子源制备了z切LiTaO3平板波导，并且进行了退火处理以改善其光学性质。利用棱镜耦合仪对波导进行了表征，确认了质子交换波导仅有只有TM模可以传输；通过测量不同制备条件下的波导所获得基本参数(波导厚度、折射率增量、模式有效折射率等)，拟合得到了260℃质子交换样品在400℃退火过程中的扩散系数。 2．研究了非线性(C)erenkov辐射的产生机制和产生条件。利用非线性光学原理揭示了由于介质色散的存在，非线性极化波与它产生的新的频率光波之间具有不同的相速，这是导致非线性(C)erenkov辐射产生的基本原因。 根据(C)erenkov辐射产生条件，即极化波的相速要大于辐射波的相速，在均匀的正常色散介质中，只有频率上转换过程才可能产生这种非线性(C)erenkov辐射。而在光学超晶格中，由于引入非线性系数的调制，改变了非线性极化波的相速，使得(C)erenkov辐射特性随之变化，辐射的出射角度、速度阈值都可能被改变，甚至在正常色散介质中也可以产生频率下转换(C)erenkov辐射。在此基础上，我们提出了光学超晶格 中的准相位匹配辐射理论。 3．从实验上系统研究了光学超晶格中频率上转换过程产生的(C)erenkov辐射。首次实验证实了光学超晶格中准相位匹配的(C)ergnkov倍频效应，并将该研究从一维光学超晶格拓展到两维光学超晶格。在此基础上我们还研究在具有两个频率分量的入射光的条件下的(C)erenkov和频效应，丰富了非线性(C)erenkov辐射的研究内容。实验中第一次发现了(C)erenkov弧线，进一步研究表明这是与散射光相关的(C)erenkov辐射。 4．建立了光学超晶格中非线性(C)erenkov辐射理论。从波导的电磁场理论出发，得到了阶跃式各相异性LiTaO3平板光波导中的TE、TM导模和衬底辐射模场分布表达式。在此基础上利用有效近似及实际波导参数，从耦合模方程推导得出了六角超晶格结构LiTaO3平板光波导中(C)erenkov倍频强度的近似解析解，与实验结果符合。分析解析解可以得到影响(C)erenkov倍频效率的各种波导参数，对改进制备工艺和进一步提高非线性(C)erenkov效应有指导意义。 5．提出了光学超晶格波导中频率下转换非线性(C)erenkov辐射理论。通过计算得到了两种具体超晶格结构中准相位匹配(C)erenkov光参量产生(OPG)和光参量放大(OPA)的材料参数和实验条件，为后续的实验工作做好了准备。研究结果表明利用准相位匹配(C)erenkov辐射参量下转换，光学超晶格光波导可能是一种新的超连续光谱光源和纠缠光子源，在非线性光学和量子通讯等领域有着潜在的应用。