鉴于激光在军事以及其它行业运用过程中所带来的潜在威胁,各国积极开展了关于激光防护的研究。其中,基于材料光学非线性原理制作的光防护器件在很多方面都显示出了其独特的优点,因此,关于非线性光限幅的研究被广泛的开展。　　 本文总结了近年来国内外对于非线性光限幅的研究,归纳了其各自的实验条件、方法及其特点,发现大多的光限幅实验采用的是纳秒、皮秒光源,同时,主要的研究手段是将样品固定在透镜焦点处,调节入射光的能量来测量材料的非线性光限幅效应。在峰值功率很强的飞秒激光脉冲入射情况下,利用以前的方法会打坏样品。因此,本文提出利用单光束开孔Z-scan方法测量样品在飞秒脉冲激光入射情况下的光限幅效应。详细介绍了单光束开孔Z-scan技术和相关分析理论,建立了利用开孔Z-scan研究飞秒光限幅效应的理论模型,完成了光限幅的计算。在飞秒光限幅实验模型中,必须要用到激光光斑尺寸的大小,本文详细分析对比了多种测量激光光斑大小的方法,结合实际情况,选择采用刀口法测量实验所用光源的束腰半径。通过刀口法测量激光光斑尺寸的理论计算,得出在刀片遮挡时,光功率透过率为97.725％与2.275％之间的距离为光斑直径。搭建了三维实验平台进行测量,拟合结果显示实验所用光源的束腰半径为41微米。　　 根据所建立的理论模型测量了ZnSe晶体在800 nm、28 nJ、130 fs、10 Hz的激光脉冲入射情况下的非线性吸收特性,得出非线性吸收系数为β=6.25×10-11·W-1,结果显示该晶体具有很强的限幅能力,响应阈值在0.005mJ／cm2,限幅阈值0.25 mJ／cm2。研究了ZnO晶体在800 nm,能量分别为392nJ和462 nJ,脉宽为130 fs飞秒,重复频率为10 Hz的激光脉冲入射情况下的光限幅效应,结果显示其响应阈值在0.5 mJ／cm2,限幅阈值在2.5 mJ／cm2。实验证明所建立的模型测量飞秒光限幅是可行的。