本研究利用热氧化辅助磁控溅射法在石英玻璃、蓝宝石（Al2O3）衬底上制备了Al-N共掺ZnO:Co薄膜。靶材选用ZnAl合金靶（纯度为99.99％，Al的百分含量为0.1）和Co金属靶，Ar、N2分别作为溅射气体和反应气体，首先利用共溅射技术制备Zn3N2:Al:Co薄膜，其次通过热氧化形成Al-N共掺ZnO:Co薄膜。用XRD、SEM、UV/VIS、VSM、透射Z扫描等技术研究了热氧化温度、Co含量、衬底、溅射压强对Al-N共掺ZnO:Co薄膜的结构、表面形貌、吸收特性及光学带隙、磁学性能、非线性光学特性的影响。主要结果如下：⑴在石英玻璃和蓝宝石衬底上生长的Al-N共掺ZnO:Co薄膜均具有良好的ZnO(002)择优取向，具有六角纤锌矿结构。⑵随着热氧化温度的增加，石英玻璃上生长的薄膜样品光学带隙先减小后增大，而蓝宝石衬底上生长的薄膜样品光学带隙逐渐增大。⑶随着Co含量的增加，薄膜样品的光学带隙逐渐减小。⑷压强为4Pa，热氧化温度为550℃时蓝宝石衬底上生长的样品晶粒尺寸最大、带隙最小、结晶质量最好。⑸制备的样品具有明显的室温铁磁性，且Co的掺杂浓度与热氧化温度都可调控样品磁性。⑹在532nm纳秒脉冲激光作用下，制备的薄膜表现出很强的饱和吸收特性和自散焦特性，且随着热氧化温度的升高，非线性吸收系数减小，非线性极化率增大；随着Co含量的增加，非线性吸收系数减小，非线性极化率减小。