非线性光学材料的研究促进了非线性光学的发展和应用,通过合理设计并优化制备宽带响应、非线性强的非线性光学材料成为近些年来科研人员们的热门研究课题。纯InSe是一种优良的III-VI族半导体,因其具有高调制率、高非线性和超快的响应时间等特点而被广泛研究。众所周知,掺杂是一种可以优化提升材料光学非线性特性的有效方式。对比纯InSe材料,本文选用Al掺杂InSe纳米材料,提升了非线性吸收强度。同时,Al掺杂InSe材料具有宽带非线性响应、超快响应时间、大的反饱和吸收等特性,在宽带光限幅领域具有良好的应用价值。本文的研究内容如下:采用磁控溅射法制备并优化合成了Al掺杂InSe纳米薄膜。通过AFM和SEM表征得出Al掺杂InSe纳米薄膜表面致密平整、无裂缝。通过XRD表征得出Al掺杂InSe纳米薄膜为非晶体。EDS表征得出Al掺杂InSe纳米薄膜中的原子百分比和质量百分比。紫外-可见-近红外分光光度计表征结果表明Al元素的掺入导致InSe的带隙变宽,相应的带隙值分别为2.68 eV、2.53 eV、2.41 eV、2.34 eV。利用飞秒激光Z-扫描实验,对不同溅射功率下的Al掺杂InSe纳米薄膜进行多波段和不同能量的系统研究。得到在相同能量激发下,随着溅射功率增加,Al掺杂InSe纳米薄膜的非线性吸收增强;同时,同一溅射功率的Al掺杂InSe纳米薄膜,随着激光能量增加,非线性吸收增强。从实验数据中提取了样品的非线性吸收系数。结果表明Al掺杂InSe纳米薄膜中存在双光子吸收和自由载流子吸收,其中自由载流子吸收是由双光子吸收（价带）以及单光子吸收（掺杂能级）引起的。利用飞秒瞬态吸收谱测试方法,对2.5 W溅射功率Al掺杂InSe纳米薄膜的载流子恢复过程进行系统的研究。在泵浦光350 nm,探测光532¹064 nm波段激发下,得到三个载流子弛豫寿命分别为τ₁（1.85±0.35 ps）、τ₂（12.50±0.95ps）和τ₃（2.70±0.18 ns）,并讨论载流子恢复机制。结合Z-扫描和瞬态吸收谱实验结果,对2.5 W溅射功率Al掺杂InSe纳米薄膜进行光限幅测试,得出在不同波段的光限幅阈值。本文的研究结果表明,Al掺杂提升了InSe材料的非线性吸收特性。Al元素的掺入使InSe材料的非线性吸收系数变大,对研究相关材料有一定的光物理意义。因其具有宽带非线性响应、超快响应时间、高线性透过率和低光限幅阈值等性质,在光限幅中有广泛的应用。