近年来随着生物学、医学、表面增强拉曼散射技术、太阳能电池、光子学器件、化学催化以及气体探测方面的需求和发展,金属纳米材料引起了人们的广泛兴趣。目前贵金属的金、银和铜,以及过渡金属的钯和铂纳米材料的制备和性质研究尤其受到重点关注。现在已经发展出多种制备方法,主要包括湿化学反应法、光化学反应法、离子注入法、离子交换法、超声分解方法、脉冲激光沉积法、飞秒激光诱导析出法、X射线和电子束照射法等。在这些方法中,光学方法具有独特优势,因为照射光强等条件可以精确控制,实验安全、简便,可在室温常压下进行。另一方面,通过研究金属纳米材料的非线性光学性质,有助于加深对材料性质的认识,以期为金属纳米材料的应用打好基础。在本文中,我们利用光学方法制备了银、金、铜、钯和铂的纳米粒子,并研究了它们的非线性光学性质,在如下方面进行了有创新意义的探索:　　制备了不同大小的银纳米粒子,研究了这些粒子在800nm激光作用下的非线性光学性质。利用Z-scan技术,使用波长为800nm,脉冲宽度为120fs的激光研究了所制备的三种不同平均直径的银纳米粒子的非线性吸收性质。发现在很宽的光强范围内,直径6nm的粒子没有非线性吸收,直径为33nm和46nm的粒子为饱和吸收,另外因为已有报道直径为9nm的银纳米粒子在相近条件下为反饱和吸收。因此本文发现银纳米粒子的非线性吸收与其大小有关。根据银纳米粒子的能带和电子结构分析了这种尺寸相关性非线性吸收,给出了物理机制,并进行了实验验证。　　研究了Poly(N-vinylpyrrolidone)(PVP)做为保护剂和还原剂时HAuCl4在不同波长和不同脉冲宽度光照情况下的分解过程。研究了所分解制备的不同大小金纳米粒子的非线性吸收性质。利用波长为800nm的飞秒激光,和波长为532nm的纳秒激光,以及波长分别为365nm、312nm以及254nm的连续波单色紫外光分别照射PVP作为保护剂和还原剂的HAuCl4乙醇溶液。发现了HAuCl4在这5种光照条件下的不同分解过程,相应制备了具有良好单分散性的金纳米粒子。利用Z-scan技术,使用波长为800nm,脉冲宽度为120fs的激光,以及波长为1064nm,脉冲宽度为30ps的激光,分别研究了所制备的5种不同大小的金纳米粒子非线性吸收性质,发现金纳米粒子非线性吸收性质与其直径有关。对这种尺寸相关性非线性吸收给出了合理的解释。　　利用飞秒激光直接聚焦照射浸没在不同溶液中的铜棒而制备出具有良好尺寸均一性的铜纳米粒子。比较了不同溶剂和不同PVP浓度对铜纳米粒子制备过程以及储存时间的影响。研究了不同大小铜纳米粒子的非线性吸收性质。利用波长为800nm,脉冲宽度为120fs的激光聚焦照射分别浸没在乙醇溶液和水溶液中的铜棒,制备了具有良好分散性和尺寸均一性的铜纳米粒子。对比研究了这两种不同溶剂以及每种溶液中4种不同浓度的PVP在粒子制备过程中以及制备完成后对铜纳米粒子的影响。利用Z-scan技术,使用波长为800nm,脉冲宽度为120fs的激光研究了所得到的两种不同平均直径的铜纳米粒子的非线性吸收性质,发现吸收性质与粒子直径有关,对此给出了合理的解释。　　利用飞秒激光在乙醇溶液中分解 PdCl2而制备钯纳米粒子,并研究了钯纳米粒子的非线性吸收和折射性质。利用波长为800nm,脉冲宽度为120fs的激光聚焦照射PdCl2的乙醇溶液,制备钯纳米粒子。利用Z-scan技术,使用波长为532nm,脉冲宽度为4ns的激光研究了所制备钯纳米粒子的非线性折射和吸收性质。发现钯纳米粒子非线性折射随光强增加而转变,对这种转变给出了合理的解释。发现了钯纳米粒子非线性吸收随光强增加而转变,根据钯纳米粒子的能带和电子结构分析了这种转变,给出了物理机制。利用Z-scan技术,使用波长为800nm,脉冲宽度为120fs的激光对关于非线性吸收的解释进行了验证。　　利用飞秒激光在水溶液中分解 H2PtCl6而制备铂纳米粒子,并研究了铂纳米粒子的非线性吸收性质。利用波长为800nm,脉冲宽度为120fs的激光聚焦照射H2PtCl6的水溶液而制备铂纳米粒子。发现在添加PVP作为保护剂的情况下,会在同一溶胶中生成两种平均尺寸的铂纳米粒子,本文对此给了解释。利用Z-scan技术,使用波长为800nm,脉冲宽度为120fs的激光,研究了铂纳米粒子的非线性吸收性质,对铂纳米粒子的非线性吸收性质随光强增加而发生转化的现象给出了合理的解释。