MoS₂和MoSe₂的禁带宽度较窄（MoS₂,1.2¹.9 eV;MoSe₂,1.1¹.5 eV）,且具有可调谐的激子光电效应,使它们在光致发光、光电晶体管、太阳能电池和光学非线性等方面具有潜在的应用价值。然而,纯的MoS₂和MoSe₂的光生电子空穴复合率较高,限制了它们在某些光学领域中的应用。通过设计MoS₂或MoSe₂的复合纳米材料,可以降低材料的光生电子空穴复合率,从而可以扩展其应用领域。本论文通过简单的方法制备了MoS₂和MoSe₂复合纳米材料,将二维层状的MoS₂和MoSe₂纳米片与纳米颗粒或纳米棒复合,利用ZnO、Fe₂O₃、CdS、碳纳米管（CNT）等材料的表面效应、小尺寸效应和界面效应,提高了MoS₂和MoSe₂复合纳米材料的光学非线性和光限幅性能。本论文的主要研究内容如下:1.基于MoS₂具有可见光波段较强的线性光吸收率和高效的光电转换特性,以及ZnO的宽带隙（3.37 eV）和激子结合能高（60 meV）的特性,本论文设计通过液相法首次将Zn O颗粒生长在MoS₂纳米片的表面,合成了MoS₂/ZnO复合纳米材料。将MoS₂/ZnO复合纳米材料分散到甲基丙烯酸甲酯中,制作成聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）有机玻璃,并利用改进的Z-扫描技术首次对MoS₂/ZnO/PMMA有机玻璃的非线性吸收（NLA）、非线性散射（NLS）和光限幅（OL）特性进行了研究。实验结果表明,MoS₂/ZnO/PMMA有机玻璃表现出比MoS₂/PMMA有机玻璃更好的光学非线性性能,具有更高的光损伤阈值,以及较好的机械强度和柔韧性。2.基于Fe₂O₃具有较大的折射率和较高的三阶光学非线性特性并且其带隙接近MoS₂,因此本论文设计通过液相法首次成功的将纳米化Fe₂O₃超小颗粒生长在MoS₂纳米片的表面,合成了MoS₂/Fe₂O₃复合纳米材料。将MoS₂/Fe₂O₃复合纳米材料制作成MoS₂/Fe₂O₃/PMMA有机玻璃,并首次研究了MoS₂/Fe₂O₃/PMMA有机玻璃的光学非线性吸收特性和光限幅特性。实验结果表明,MoS₂/Fe₂O₃/PMMA有机玻璃表现为反饱和（RSA）吸收;同时,通过调整增加入射光能量得到反饱和吸收的波谷加深。相比于Fe₂O₃/PMMA有机玻璃,MoS₂/Fe₂O₃/PMMA有机玻璃具有增强的光学非线性性质和更高的光限幅性能。3.基于金属硫化物MoS₂和CdS都具有较好的光学非线性特性,设计通过溶剂热法将两种金属硫化物复合。本论文首次将超小的CdS纳米棒生长在MoS₂纳米片的表面,合成了MoS₂/CdS复合纳米材料。首次将MoS₂/CdS复合纳米材料制作成MoS₂/CdS/PMMA有机玻璃,研究了MoS₂/Cd S/PMMA有机玻璃的非线性吸收性能。实验结果表明,MoS₂/CdS/PMMA有机玻璃表现为从饱和吸收（SA）到反饱和吸收的转变,以及通过适当增加入射光能量得到反饱和吸收的波谷加深。与CdS/PMMA有机玻璃相比,MoS₂/CdS/PMMA有机玻璃具有增强的光学非线性性质。4.基于MoSe₂比硫化钼具有更窄的带隙和更低的光吸收系数,以及碳纳米管优良的光学非线性性能,设计通过溶剂热的方法将MoSe₂纳米片生长在CNT表面,合成了CNT/MoSe₂复合纳米材料。本论文首次将CNT/MoSe₂复合纳米材料制作成CNT/MoSe₂/PMMA有机玻璃,研究了CNT/MoSe₂/PMMA有机玻璃的非线性吸收和光限幅性能。实验结果表明,CNT/MoSe₂/PMMA有机玻璃表现出了比MoSe₂/PMMA和CNT/PMMA有机玻璃更好的反饱和吸收的特性和更高的光限幅性能。5.基于MoS₂、MoSe₂和CNT的复合纳米材料都具有较好的光学非线性特性,设计通过溶剂热的方法首次将S和Se掺杂的MoSSe纳米片生长在CNT表面,合成了CNT/MoSSe复合纳米材料。并首次将CNT/MoSSe复合纳米材料其制作成CNT/MoSSe/PMMA有机玻璃,研究了CNT/MoSSe/PMMA有机玻璃的非线性吸收和光限幅性能。实验结果表明,CNT/MoSSe/PMMA有机玻璃表现出了比MoSSe/PMMA和CNT/MoSe₂/PMMA有机玻璃更好的反饱和吸收特性和更高的光限幅特性。