自从2004年石墨烯被成功制备以来,二维材料优异的物理化学性能震惊了科研工作者,其在各行各业的应用越来越广泛,深刻地改变着人们的生活。对新型二维材料的探索和研究作为前沿科学之一,越发吸引众多国家纷纷从战略层面部署发展计划。具有类似石墨烯结构的二维过渡金属硫化物（Transitional metal dichalcogenides,TMDC）具有优异的光学、电学、量子物理等特性,在各领域取得了诸多研究成果并获得了广泛应用。特别是少层过渡金属硫化物的厚度在纳米尺度具有优异的可饱和光吸收效应,包括低饱和光强、高调制深度、高吸收效率等,符合当前调Q和锁模脉冲激光器向微型化、集成化发展的趋势,被认为是新一代的饱和吸收材料。为了进一步提高TMDC的饱和吸收性能和应用价值,研究者不停的探索具有更好性能新型的二维TMDC材料,但新型材料的发现和生长的道路上存在许多荆棘和坎坷。本文从另一方面出发,通过对成熟二维二元TMDC结构进行原子组分调控,实现三元TMDC材料的生长,研究组分调控对材料形貌、光谱、饱和吸收性能的调控作用。通过理论和实验研究,证明了组分调控的三元TMDC材料相比二元材料具有更好的饱和吸收性能,为满足脉冲激光的发展对优异饱和吸收体的迫切需要提供了一种可行的解决方案。在此研究背景下,本文选择研究合金WS1.76Te0.24,WSe1.4Te0.6和Mo0.53W0.47Te2的非线性光学特性。本文主要研究内容包括:（1）理论研究了可饱和吸收体的二能级模型和非线性光学模型,获得了可饱和吸收体透射率与激发光强之间的关系。能够结合z扫描测量技术的结果获得调制深度,饱和强度,非线性光学吸收系数αNL,三阶电极化率Imχ3和品质因数（FOM）等有重要物理意义的参数。研究了泵浦探测技术的双温度物理模型,结合非简并超快光谱系统,能够获得合金的弛豫时间。（2）通过CVT方法生长了多种高质量三元二维TMDC材料,如WS1.76Te0.24,WSe1.4Te0.6和Mo0.53W0.47Te2,通过透射电子显微镜（TEM）、能量色散X射线光谱（EDS）、吸收光谱、原子力显微镜、拉曼光谱仪等方法表征了材料的的形貌和物理光学性质,证明了组分调控和结构设计的新型三元TMDC是常温下具有稳定结构的晶体。（3）结合z扫描测量技术的结果,表明在1060nm处WS1.76Te0.24饱和吸收体相对于WS2和WTe2饱和吸收体,有较低的饱和光强和较深的调制深度。搭建并实现了基于WS1.76Te0.24可饱和吸收体的Yb:GSAO稳定的调Q激光器。相对于WS2和WTe2可饱和吸收体,WS1.76Te0.24可饱和吸收体有最短的脉冲宽度230ns,最大的重复频率271.1kHz。搭建了非简并超快光谱系统,在泵浦激光为395nm,探测激光波长为790nm,激发光强为200μJ/cm2的条件下,获得厚度为11.5nm的WS1.76Te0.24纳米片,弛豫时间为3.8ps,表明材料可应用在超快激光系统。（4）结合z扫描测量技术的结果,表明WSe1.4Te0.6饱和吸收体宽带饱和吸收特性,其相对于WSe2和WTe2饱和吸收体,在0.6μm,1.0μm和2μm处有较低的饱和光强,较深的调制深度。搭建了波长为639nm,1059nm和2μm脉冲激光器,获得了稳定的调Q激光器操作。WSe1.4Te0.6可饱和吸收体最短的脉冲宽度分别为302ns,556ns和1.289μs,比WSe2和WTe2可饱和吸收体脉宽短;表明三元合金WSe1.4Te0.6很好的饱和吸收特性。基于泵浦探测系统,得到厚度为21.5nm的超快光谱的弛豫时间为0.28ps,表明纳米材料有弛豫时间短、响应快等优势,可应用在超快激光系统。（5）结合0.6μm,1.0μm,2μm,3.0μm和4.0μm波长处的z扫描测量技术的结果,合金Mo0.53W0.47Te2有超宽带的饱和吸收特性。合金在非线性饱和吸收过程中,在0.6μm,1.0μm,2μm相对于2H-MoTe2饱和吸收体表现出更高的调制深度和更低的饱和光强。合金Mo0.53W0.47Te2的FOM～10-13 cm esu比MoS2～10-15 cm esu大两个量级,这表明Mo0.53W0.47Te2纳米片具有优异的非线性性能。搭建了波长639nm,1059nm和2μm脉冲激光器,获得了稳定的调Q激光器操作。Mo0.53W0.47Te2可饱和吸收体最短的脉冲宽度分别为为528ns,404.4ns和1.39μs。基于泵浦探测系统,得到纳米片合金的超快光谱弛豫时间为10ps,可以应用于超快激光系统。