微纳米材料和结构具有其区别于块体材料的光学特性。近年来，对基于微纳米材料和结构的新型光子器件的研究，越来越受到人们的广泛关注。本文通过应用传统的单光束Z扫描技术从理论上和实验上研究光子晶体(photonic crystals or PCs)和磁性液体(magnetic fluids or MFs)这两种微纳米材料和结构的光学特性，在构建基于光子晶体和磁性液体的光子器件方面得出了一些有益的结论。 20世纪80年代末，Yablonovitch和John分别指出光子晶体具有光子带隙的特性。从此光子晶体就成为了人们研究的热点之一。本文重点讨论一维克尔非线性光子晶体带隙边缘的非线性增强效应。利用非线性时域有限差分的方法，数值上模拟了光子晶体结构的闭孔和开孔的Z扫描曲线，并通过“对称法”修正了非对称的闭孔Z扫描曲线。引入非线性增强因子，发现增强因子不但依赖于入射光的频率，还依赖于入射光的功率密度。在弱的入射功率密度的情况下，也即是群速度和功率密度无关的条件下，各个入射频率处的增强因子与其对应的群速度的平方成反比，理论计算和模拟的结果相一致；但是，在高的入射功率密度下，带隙边缘移动的效应变得明显，导致各个频率处的群速度发生改变。于是增强因子依赖于入射的功率密度。为了实现最合适的非线性增强必须同时选择合适的入射光频率和功率密度。 磁性液体的光透过率可以通过外加磁场来调控。我们通过开孔的Z扫描实验，研究了不同浓度和不同载液的磁性液体，在不同入射功率密度下的光透过率行为。在低的入射功率密度下，开孔的Z扫描曲线在焦点处呈现出透射峰，而在高功率密度下，得到了透射谷的曲线。对曲线进一步的分析，排除了磁性纳米颗粒的非线性吸收的影响，并首次提出应该考虑到激光光场对磁性纳米颗粒的光力(optical force)的作用。通过计算比较磁性纳米颗粒、金纳米颗粒和二氧化硅纳米颗粒受到的光力的大小，可以发现光力对磁性液体光透过率有重要影响作用。我们提出一个物理图像，认为梯度力或光陷阱(optical trapping)以及散射力和吸收力在光束横向和纵向方向上的作用决定了磁性液体的光透过率。通过显微镜观察磁性液体在不同入射功率密度下形貌的变化，能够支持我们的物理图像的正确性。 本论文共分为四章。第一章序论部分，主要讲述光子晶体与磁性液体的研究进展，Z扫描技术的原理及其应用；第二章和第三章介绍作者硕士期间主要参与到的研究工作。其中，第二章主要论述应用Z扫描技术对一维克尔非线性光子晶体带隙边缘非线性增强效应的研究；第三章主要讲述通过Z扫描技术研究光力对磁性液体光透过率的影响。第四章是总结与展望。