随着时代的发展，人们要求器件的尺寸进一步的微小化，甚至到分子的量级，器件的响应速度更加的快捷，这就要求材料的智能化和薄膜化，让光子与电子结合，甚至用光子代替电子来进行信息的处理。　　为了简单快捷的表征各种薄膜材料非线性光学特性，这篇论文里我们利用飞秒宽频带的特性，开发了一种表征薄膜材料特性的二次谐波光谱的方法，在一种设备中测量了与薄膜材料二阶非线性光学特性有关的所有量。在以前的薄膜非线性光学特性研究中，薄膜二阶极化率和薄膜的折射率的标定都是在两种不同的系统中完成的，而二次谐波光谱的方法以飞秒激光为光源，让薄膜产生二次谐波，利用光栅光谱仪和CCD为接收系统接收信号的光谱，将这些参数的测量都归结在光谱的变化上，通过分析光谱的强度变化得到薄膜材料的二阶极化率，利用飞秒脉冲的频宽特性，通过不同波长处的相位变化得到材料的折射率。另一方面，用传统二次谐波的测量方法，接收系统为Boxcar和光电倍增管，测量了样品的二阶极化率，利用椭偏仪测量了材料的折射率，验证了二次谐波光谱法测量的结果和理论。得出，二次谐波光谱法可以将非线性功能薄膜的二阶极化率和折射率在同一实验装置中测量出来。　　本文中描述了一种利用正负离子吸引组装多层膜的层状组装技术；组装了一种具有高的倍频效应的薄膜ZrO2/PAC-azoBNS/PDDA*n；利用飞秒二次谐波光谱的方法测量了该薄膜的非线性特性，其中，29％接枝度样品的二阶极化率高达石英晶体的220倍；测量了该材料的倍频信号随层数增加的线性关系，其在20层的时候仍然能保持很好的线性关系。