随着激光技术的快速发展,激光在多个领域获得了广泛的应用,与此同时,激光对人眼和光学仪器的威胁也越来越大。以纳米金为代表的纳米材料由于其优异的光限幅性能受到了研究人员的广泛关注。由于金纳米粒子在胶体中易于团聚,且不能加工成型,因此制备纳米金/聚合物复合材料有利于在实际中应用。有机硅材料由于其具有优异的耐高低温性、耐候性、透过率高等特点,非常适合作为光学材料的基质。因此本论文以发展纳米金-有机硅复合材料新的制备方法和研究其非线性光限幅性质为目的,探索了使用新型有机硅还原剂和有机硅保护剂来合成金纳米粒子胶体的可行性。此外,分别采取直接分散法和原位生成法制备了固态的纳米金-硅烷基凝胶玻璃,并研究了其非线性光限幅性质。通过两种复合方式制备的纳米金-硅烷基凝胶玻璃实现了金纳米粒子在有机硅凝胶玻璃内的均匀分布,同时不需要额外合成保护剂,既节能环保同时也简化了制备步骤,在非线性光限幅领域具有广泛的应用前景。主要研究内容如下:(1)金球胶体的合成及其非线性光学性能:分别采用硼氢化钠、三苯基硅烷、聚甲基氢硅氧烷为还原剂,分别以聚乙烯吡咯烷酮、氨丙基三乙氧基硅烷和自制的L-异亮氨酸脲丙基硅烷为保护剂,通过湿化学还原法合成了不同的金球胶体。实验结果表明,含有硅氢键的三苯基硅烷和聚甲基氢硅氧烷均可以还原氯金酸生成金纳米粒子,可以替代传统硼氢化钠作为还原剂使用。而保护剂方面,自制的L-异亮氨酸脲丙基硅烷对金球的粒径具有较好的调控作用。以三苯基硅烷为还原剂、L-异亮氨酸脲丙基硅烷为保护剂制备的金球作为晶种,采用种子生长法制备了粒径不同的金球胶体。研究表明,金球的表面等离子体共振吸收(SPR)峰随着粒径的增长而逐渐红移,而样品在532 nm纳秒激光照射下的非线性吸收则随着SPR峰的红移先增强后减弱。这为合成具有强非线性光限幅性能的材料提供了重要参考。(2)直接分散法制备纳米金-氨丙基硅烷交联凝胶玻璃及其光限幅性能:以聚甲基氢硅氧烷为还原剂、聚乙烯吡咯烷酮为保护剂制备了平均粒径为4.04 nm的金球胶体。然后直接分散于氨丙基硅烷预聚物中,通过氨基和金球表面的相互作用实现了金球在氨丙基硅烷预聚物中的均匀分布。实验结果表明,金球在凝胶玻璃中分布均匀。样品保持了良好的透过率并对532 nm纳秒激光具有非线性光学响应。纳米金-氨丙基硅烷基凝胶玻璃的三阶非线性吸收系数随金球加入量的增加而逐渐上升。这种方法省去了额外合成金纳米粒子表面修饰剂的步骤,极大地简化了制备的流程以及难度,为实现纳米金-聚合物复合材料的高效节能生产提供了新的思路。(3)原位生成法制备纳米金-L-异亮氨酸脲丙基硅烷基凝胶玻璃及其光限幅性能:以三苯基硅烷为还原剂,在L-异亮氨酸脲丙基硅烷预聚物的基体中原位生成了金纳米粒子,通过进一步缩合固化得到了纳米金-L-异亮氨酸脲丙基硅烷基凝胶玻璃。实验结果表明,金球均匀的生长在L-异亮氨酸脲丙基硅烷预聚物中,未发现颗粒聚集现象。进一步脱水缩合后的块体材料保持了良好的透明性,并且对532 nm和1064 nm纳秒激光均有非线性光学响应。随着金球在L-异亮氨酸脲丙基硅烷基凝胶玻璃中含量的提高,其非线性吸收系数逐渐增大。