新型非线性光学材料推动了非线性光学这一学科的发展,在光通信、光开关、光存储等领域显示出了广阔的应用前景。寻找和制备具有大的非线性光学效应、快的非线性光学响应时间、物化性质稳定以及功能丰富的非线性光学材料一直是科研人员研究的热点之一。时至今日,人们广泛开展了诸如有机分子材料、铁电薄膜、半导体材料、纳米材料和二维材料等多种类型的新型材料的非线性光学效应及其应用研究。新研制的非线性光学材料能否具有实际应用价值,必须对其非线性光学特性进行测量与评价。基于此,本论文制备了两种类型的新颖非线性光学材料,通过飞秒脉冲Z-扫描技术研究了其三阶非线性光学效应,并对相应的物理机理进行了分析,具体的研究内容如下:1.研究了分别含有甲氧基、甲硫基以及二甲氨基的三种D-π-A-π-A型查耳酮衍生物在800 nm波长处的三阶非线性极化率的结构-属性关系。理论上,结合密度泛函理论和半经验方法对800 nm波长处的二阶超极化率进行了数值计算。实验上,合成了这三种查耳酮衍生物并进行了结构表征,采用飞秒脉冲Z-扫描在800 nm波长下研究了它们的非线性光学属性。结果表明,测得的二阶超极化率与计算得到的值都与分子结构的相关性趋势相一致。这些结果说明,通过设计D-π-A-π-A型分子的电子施主强度,可以实现非线性光学响应的增强。2.制备了双金属Au@Ag核壳纳米结构,研究了其三阶非线性光学效应和相应的物理机理。首先采用种子介导法合成了双金属Au@Ag核壳纳米粒子。其次,利用X射线衍射谱、透射电子显微镜成像、X射线能谱、X射线光电子能谱和紫外-可见吸收光谱对合成的纳米颗粒的晶体结构、形貌、元素组成、原子浓度和吸收光谱进行了表征。最后,采用飞秒脉冲Z-扫描技术在800 nm波长下研究了纳米分散体的三阶非线性光学性质,发现Au@Ag核壳纳米粒子表现出正的折射非线性和负的吸收非线性。结果表明,双金属纳米粒子在非线性光子器件中具有潜在的应用前景。