作为类石墨烯材料,多种类型的二维材料具有恢复时间快,调制深度大,饱和光强可调谐,光谱响应范围宽,非线性极化强等优异的非线性吸收特性,在新型光调制器的研发方面具有极大的潜力。此外,一方面,用于激光器调Q锁模并借此产生激光脉冲的传统可饱和吸收体已达到性能瓶颈,另一方面,可超越传统电子计算架构性能的光学神经网络的主要部件—非线性激活器方兴未艾,开发新型光调制器意义深远。目前,在非线性光学领域中最受关注的是钙钛矿结构材料、过渡金属硫族化合物以及拓扑绝缘体三类二维材料。但由于其与传统体材料在载流子动力学特性和能带结构上大不相同,且三类材料各有特点,基于传统体材料建立的非线性吸收理论亟待完善,探测手段也急需优化。课题以三类材料在非线性吸收研究领域各自亟待解决的问题为切入点,利用自主设计的微区P扫描系统,开展了相关工作。具体成果如下:1.搭建了可用于微米量级二维材料的非线性吸收表征的微区P扫描系统。2.揭示了材料厚度对钙钛矿结构材料CsPbBr₃非线性光学性能的具体影响机制。3.阐明了激光脉宽影响过渡金属硫族化合物MoS₂非线性吸收性能的物理本质。4.剖析了拓扑绝缘体Bi₂Se₃第二表面态中无质量狄拉克电子对其整体非线性吸收的影响。以上工作,为基于二维材料三阶非线性光吸收效应研发新型光调制器提供了理论支撑。