本学位论文工作中研究了新型材料ZnO-Nb2O5-TeO2:Er2O3(掺铒锌铌碲酸盐玻璃)的飞秒相干光谱，这对于了解稀土玻璃材料的超快光学性质、发展高速光子器件具有重要的理论和应用方面的参考价值；研究了新型材料ZnO-Nb2O5-TeO2:Er2O3的反饱和吸收和光限幅效应；研究了新型材料N-乙烯基咔唑三羰基铬配合物的双光子吸收和光限幅效应；最后我们运用经过改进的干涉探测装置研究了飞秒相干声子信号。主要内容如下： 1)研究了室温下新型发光材料ZnO-Nb2O5-TeO2:Er2O3上转换的飞秒相干光谱，在800nm脉冲激光泵浦下观察到了样品的自由感应衰减过程，测得玻璃中波包退相特征时间为300fs；同时还通过改变脉冲对的相对延时，成功地操纵了波长为670nm的上转换荧光的量子效率，为高速相干控制光电开关提出了一个新的可能的途径。 2)在同样条件下研究了ZnO-Nb2O5-TeO2:Er2O3的另一飞秒相干光谱：光子回波。在样品的瞬态四波混频实验中观测到了光子回波信号，测得由玻璃声子作用引起的波包退相特征时间为300fs。该数据与由样品的自由感应衰减过程得到的波包退相特征时间一致，上述两个数据的一致性表明波包的快速退相是玻璃基底的声子作用引起的，从而为探索在无序固体中的相干时间控制提供了线索。 3)研究了新型材料ZnO-Nb2O5-TeO2:Er2O3的上转换荧光，观察到在980nm激光二极管的抽运下，样品辐射出很强的绿色上转换荧光，通过研究发光强度与积累时间和激光抽运功率的关系，发现该绿色上转换发光过程中存在着雪崩机制。与早先报导的690和579nm抽运波长相比，980nm是更加有效的抽运波长。 4)利用波长为532nm的皮秒脉冲激光，研究了掺Er3+玻璃的光限幅特性和反饱和吸收。同时利用布居速率方程讨论了其机制并给出了激发态的吸收截面，结果表明激发态吸收是其主要的光限幅机理。证明了新型材料 ZnO-Nb2O5-TeO2:Er2O3有可能成为人们目前正在探索的具有实际使用价值的光限幅材料。同时我们研究了新型材料N-乙烯基咔唑三羰基铬的非线性吸收性质及其光限幅效应，利用Z-扫描技术测出样品具有较高的双光子吸收系数和很好的光限幅效应。 5)运用经过改进的干涉探测装置，使参考光和探测光的光程差精确为零，通过研究两者的相干振荡信号，直接得到了样品(铝膜)折射率的有关变化；同时由于光程差为零时参考光和探测光的相干信号最强，由信噪比较高的反射率相位变化信号，不仅清楚地辨别出了铝膜中四种相干声子模式，同时还分辨出了声子回波信号。