目前，在化学、物理学、医学、生物学等各个领域超短脉冲激光作为极短的时间探针已成为必要的研究工具。超短激光脉冲参数的测量在激光研究领域越来越重要，相应研究推动了超快科学的发展。已经有很多种方法可以测量飞秒激光脉冲，如光谱相位相干直接电场重构法、频率分辨光学门法、自相关法等。自相关法具有运行稳定、操作简单、精度高的优点，因此目前自相关法被广泛地应于测量飞秒激光脉宽。本文主要论述了基于非线性效应的自相关法原理与技术。介绍了自相关仪的设计结构和双光子二极管的吸收原理，从而给出了基于双光子吸收二极管的自相关测量方法。设计了改进型迈克尔逊干涉仪及脉冲延迟光路，并搭建了自相关仪装置。通过改进双光子吸收二极管测量电路，解决了电路中的噪声问题。研究了自相关仪的调校特性，以及纳米平移台的输入调制信号对自相关波形的影响。分别用电压表和示波器测量了飞秒激光脉冲包络图和相干曲线图，对飞秒激光脉冲的脉宽进行了测量。通过实验测量得到了比较理想的8:1相关曲线图。针对掺钛蓝宝石激光器发出的中心波长为800nm的脉冲激光，测得其脉冲宽度为80fs，与实际的脉冲宽度基本一致。