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切倫科夫輻射的概念源於高能粒子物理，當帶電粒子在介質中以超介質光速運動時會產生一種電磁輻射，被稱之為切倫科夫輻射。切倫科夫輻射的方向與運動粒子方向之間的夾角稱為切倫科夫角，介質中的光速(u)與粒子速度（u'）之比就是切倫科夫角的餘弦(cosθ=u'/u)。

光在非線性介質中傳播也能產生非線性切倫科夫輻射，實現光的倍頻、和頻和其他參量過程，這一過程中的切倫科夫角取決於基波光與產生光在晶體中的相速之比。非線性切倫科夫輻射的源是光在介質中產生的非線性極化。對於正常色散的非線性晶體，基波產生的非線性極化總是大於諧波在晶體中的速度，但在單疇的非線性晶體中這個過程的效率很低。也就是説，對於反常色散的非線性晶體，非線性切倫科夫輻射並不存在。

有實驗研究表明，在極化晶體的疇壁區域非線性切倫科夫輻射得到極化的增強，這點可能是由於疇壁區域兩側的切倫科夫輻射疊加後的增強效應，也可能部分直接來源於疇壁區域的非線性係數的波動。相關的研究尚未有定論。