近年来,光电器件产业以及光电研究领域正在迅猛发展,纳米材料所具有的光学特性使其拥有很好的研究前景,在光学领域的应用更为广泛。氧化锌(ZnO)所具有的光学、电学性能,以及所具有的化学稳定性,力学稳定性,使ZnO纳米材料已经在研究和生产中逐渐代替ITO材料。研究表明,在ZnO中掺杂Al、Ga、In等III族元素能够显著的改善材料的晶体结构、光学性质和导电性能等,并能实现ZnO的载流子浓度可控。在众多ZnO掺杂材料中,掺铝氧化锌(Al-doped Zinc Oxide,AZO)是最具有代表性的。它不但具有在可见光区域较高的光透过率和较低的电阻率,还具有非常稳定的化学性质,可稳定存在于氢离子环境中。本论文中,采用化学气相沉积(CVD)的制备方法,实现一维AZO纳米材料的可控合成。通过优化实验方案,总结出不同实验条件对该材料形貌、组分及结构造成的影响,同时对材料的构效关系进行分析。再进一步对AZO纳米材料的线性和非线性光学特性进行了研究。首先,通过CVD的方法制备了ZnO及不同形貌的AZO样品,并对不同实验条件下合成的AZO纳米材料进行基本表征。实验结果表明,通过调控气体流速和衬底距离可以影响ZnO和AZO纳米线的尺寸。气体流速大、衬底距离较小时,纳米线尺寸较大。通过控制气体流速、衬底距离及源材料掺杂比例能够影响AZO纳米材料的形貌、尺寸,从而得到了三种不同形貌AZO纳米材料样品。其次,对AZO纳米材料的线性光学特性进行研究,分析其光谱特性和发光机制。紫外可见吸收光谱(UV-Vis)显示,AZO纳米材料的紫外吸收峰在375nm位置。光致发光(PL)谱结果显示,AZO纳米材料展现出分别以382nm为中心的紫外峰和550nm附近的可见峰,这两个发射峰分别源于自由激子复合和缺陷能级跃迁。并且实验结果表明,随Al掺杂含量的增加,紫外吸收峰发生了明显的蓝移,是由于Al掺杂后ZnO纳米材料的光学带隙变大。另外,改变激光强度和测试温度,分析AZO纳米材料的PL光谱特性。结果表明,紫外发射峰强度随着激发强度线性增大,随着温度的升高反而降低。最后,采用Z扫描(Z-scan)技术对AZO纳米材料进行研究,分析不同形貌和不同激光条件下AZO样品的非线性光学特性。分别得到三种形貌样品纳米线、纳米带和纳米锥的非线性吸收系数大小关系:纳米带>纳米线>纳米锥。并且在飞秒激光条件下,三种AZO纳米材料的开孔Z-scan都表现为反饱和吸收;在飞秒激光条件下,纳米直径不断减小时,非线性吸收系数不断减小。