二维层状材料相对于其体材料来说具有许多独特的物理特性被广泛应于光电子器件和柔性电子器件研究中。当材料减小到纳米级厚度时,材料的比表面积增大,由于量子限制效应,二维材料对光的吸收调控能力产生变化。此外,施加外部电压、应力或改变材料的厚度、缺陷态等可以调控二维材料的光学带隙,使得二维材料在宽波段可以产生很强的光调制作用。通常来说,随着激发光强度的不同,材料对光的吸收可以分为线性吸收和非线性吸收。线性吸收主要包括材料对不同波长处光的吸收、散射和透射等。当场强度足够强时,材料的非线性得以激发,产生高阶电导率。材料的非线性性质主要包括谐波产生、多光子吸收、可饱和吸收以及光克尔效应等。随着二维过渡金属硫化物被不断研究,其非线性性质被广泛应用于超快激光器、超快光响应器件以及新型能源器件中,显示出强大的应用潜力。一些新型二维层状材料如单硫族化合物（Ga Te,Ga Se,In Te等）、三元素硫族化合物（Mo SSe）以及新型过渡金属硫化物（Zr Te5,Hf Te5）,由于其具有新的优异物理特性引起了研究人员的极大兴趣。本论文主要研究了新型二维层状材料——III/IV主族单硫化合物（Ga Te、Ge Te、Ga Se和Ge Se）的非线性光学特性以及作为可饱和吸收体在超快光纤激光器领域的应用。第二章主要介绍了几种常用的二维材料制备方法,包括自上而下的机械剥离、超声法,自下而上的化学气相沉积和磁控溅射法。超声辅助的液相剥离由于其成本低、可批量制备等特点被广泛应用。随后介绍了二维材料晶格结构的表征手段,主要有拉曼测试,光致发光测试,X射线衍射以及光学吸收。通过一系列表征手段对二维材料的晶格结构、电子带隙等进行分析,有助于对所制备二维材料的性能进行评估。最后介绍了可饱和吸收体的有关内容,主要包括可饱和吸收体的工作机制,不同类型的可饱和吸收体器件以及可饱和吸收的测量。第三章主要讨论了基本的非线性光学理论以及非线性测量技术等内容。非线性光学性质包括二阶非线性、三阶非线性和高阶非线性效应。其中三阶非线性效应主要包括三次谐波产生、四波混频、强度相关的折射率变化（光克尔效应、可饱和吸收）,可以用于光调制器、可饱和吸收体等非线性光学器件。其次,介绍了三阶非线性光学参数测量技术和超快载流子动力学研究的有关技术——Z-Scan/I-Scan技术和泵浦探测技术。开孔Z-Scan和闭孔Z-Scan测量可以得到材料的非线性吸收系数和非线性折射率。超时间分辨瞬态吸收光谱（TAS）是一种常见的泵浦探测技术,为研究物质激发态能量的弛豫过程提供有力的分析。第四章主要介绍了单硫族化合物可饱和吸收体在超快光纤激光器方面的应用。我们制备了基于Ga Te、Ge Te的微纳光纤可饱和吸收体器件并将它们分别应用于掺铒光纤激光器和掺镱光纤激光器中。通过调控腔内非线性以及色散关系,在1.5微米分别得到了450 fs和600 fs的锁超短冲输出,在2微米得到了980 fs和1.5 ps的锁模脉冲输出。其次,我们制备了基于Ga Se和Ge Se纳米片的聚合物薄膜并将它们嵌入到1.5微米光纤激光器中,得到了稳定的调Q脉冲输出。最后一章主要对所做的工作进行了总结,对实验不足的地方提出了进一步优化的方案同时对接下来的工作做了展望。希望通过不断优化达到目标成果。