随着科学技术的发展，高强度光源(如激光系统)无论是在工农业生产，科学研究，还是在国防，现代战争中都将发挥越来越重要的作用，与此同时，对于操作者人眼及其它光学传感器所具有的潜在危险及威胁性也被逐步认识，因此光防护在科研、军事及国民经济的许多领域都有十分重要的意义。 富勒烯C60和碳纳米管是上个世纪后20年人类对单质碳认识的新阶段，如今对这两者的研究已涉及到物理、化学、生命科学、材料科学等众多学科，并日益展示出重要的研究价值和巨大的应用潜力。 本文主要运用了z扫描的实验方法来研究了富勒烯和碳纳米管，及它们高聚物衍生物的非线性光学性质，尤其是光限幅的性质。主要工作将由如下内容组成： 1、介绍了富勒烯C60和碳纳米管的分子结构，相关物理化学性质，及其高聚物衍生物的研究现状，重点介绍了其非线性光学性质的研究情况； 2、运用本研究小组的飞秒激光系统搭建了单光束检测物质光学性质的光路——z扫描实验光路，为本研究小组研究材料的三阶非线性性质提供了光路简单，而灵敏度高的实验方法； 3、运用z扫描的实验方法对来自本校化学系的％聚碳酸酯衍生物进行了非线性光学性质的研究，发现该衍生物对于波长为400nm，脉冲持续时间为150fs的光束显示出了良好的光限幅性质，实验结果证明把高聚物嫁接到C60上后，产物仍然保持着C60优良的非线性的光学性质．运用“三能级模型”我们初步解释了该衍生物光限幅的性质来源于C60分子的反饱和吸收，通过数值拟合我们还得到了激发态和基态的吸收截面之比的值； 4、同样通过开口z扫描的方法我们对多壁碳纳米管聚苯乙烯衍生物进行了非线性光学的研究，我们观察到该可溶性衍生物的光限幅现象，并且通过接收在与光轴相垂直方向上的散射信号研究了其非线性散射的性质，通过和归一化透过率随入射光能量密度变化结果的比较，我们发现，在这类可溶性体系中，非线性吸收对光限幅现象起到了决定性的作用，通过对实验数据拟合，我们还得到了样品的非线性吸收系数。