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深紫外非线性光学材料在光信息处理和高速光通讯等领域具有广泛的应用前景，发展适宜工作在深紫外波段的新型非线性光学材料成为国际学术界和产业界研发的热点。AlGaN基半导体凭借宽带隙带来的信道容量大、纤锌矿晶格排列缺乏反演对称性造成的非线性光学效应、以及作为半导体可控制对n型p型的光电集成等优势，成为理想的深紫外波段非线性光学材料，在电光调制和电光开关等非线性光学器件方面极具应用潜力。本文理论设计并生长了高Al组分的AlxGa1-xN/GaN超晶格结构，通过椭圆偏振光谱表征测算AlxGa1-xN/GaN超晶格结构的电光系数，在极化场、外电场和共振效应多场调制下增强电光效应，为AlGaN非线性材料走向实用化和普及化提供良好的物理基础。 本文首先基于第一性原理，采用VASP程序包以GaN和AlN体材料为AlGaN典型代表模拟计算极化强度。计算结果表明高Al组分体材料的极化强度高于Al组分较低的体材料极化强度。立足于量子阱或超晶格结构界面处的强烈应变极化特性，本文设计了AlN/GaN超晶格结构，计算分析显示通过界面应变调制，超晶格结构极化效应相较于体材料呈现进一步增强。基于理论模拟设计，通过金属有机物气相外延(MOVPE)方法成功生长了Al组分高达0.6的AlxGa1-xN/GaN超晶格结构，经由X射线衍射(XRD)表征证实超晶格结构质量良好，且各参数均与预期生长设计符合。经电极加工工艺制备成电光效应测试样品，应用椭圆偏振测量仪对样品进行表征，施加变化的正向偏压测量样品椭圆偏振光谱，测量分析表明折射率变化量随外界电场的增强而呈近似线性增大。分析拟合折射率变化量与外加电场的关系，求取样品电光系数。与前期研究同类型结构对比发现，高Al组分的AlxGa1-xN/GaN超晶格结构在响应波长为360nm下具有更大的电光系数。扩展表征短波段275nm-370nm之间的电光系数色散曲线，发现带边吸收区域共振效应可进一步提高样品的电光效应。综合椭偏测量和拟合结果，在极化场、外加电场和共振效应的共同调制下，AlGaN材料的非线性电光效应得以显著增强且调制波长得以进一步缩短。随着AlGaN材料非线性光学研究的不断深入，其电光系数有望优于传统电光晶体的水平，进而在高速高效、高可靠性、高集成和低成本等方面实现更理想的光通信解决方案。