激光技术已广泛应用于激光手术,工业加工,通信,光学成像和攻击武器等民用和军用领域。高强度激光束可能对人眼和光学设备造成潜在危害,人们越来越关注避免意外激光辐射造成的损害,因此,光功率限制（OPL）技术在巨大的需求下取得了巨大的进步。对于OPL材料,可以在较低的光强度下保持高透射率,而透射率随着光强度的增加而逐渐下降。强大的光学限制器的开发仍是一个巨大的挑战,因为优秀的光学限制材料仍然是有限的。迄今为止,为了开发高效的光学限制器,已经应用了不同的机制来降低激光强度,例如吸收,反射和衍射等。其中,具有强非线性吸收或散射响应的非线性光学（NLO）材料是针对不同激光脉冲光学限制器理想材料。但是,由单一策略设计的NLO材料仍不能满足应用的实际需要。多机制组合和协同增强效应被认为是设计高效的NLO材料的有效方法。氧化石墨烯分散体在532nm和1064nm波长下激发纳秒脉冲时表现出宽谱带NLO和OL特性,但在这两波长处的非线性消光系数都不够高,无法满足光限幅的实际需要。并且石墨烯在有机溶剂中的分散稳定性也较差,容易聚集或沉降。这些都成为其应用的障碍。解决这些问题的可能方法之一是用一些可溶性材料对GO进行化学改性,通过不同的有机分子共价修饰,得到功能化的石墨烯,这种改性的石墨烯不仅在有机溶剂中具有更好的分散稳定性,并且有显著提高的非线性消光系数。本论文以镧系元素酞菁修饰GO,制备几种GO杂化材料,从不同非线性光学机制组合的设计思想出发,讨论GO纳米杂化材料的光物理性质,微观形貌以及分子结构与性质的关系,研究了以下内容:1)利用酞菁改性GO,制备两种轴向键和的GO杂化材料,两种材料均比原始GO在DMF中具备更好的分散性,两种材料综合了酞菁、稀土元素、GO在各方面的优势,例如酞菁大的非线性光学系数和快速的光电响应,GO在1064nm处的OPL响应,以及稀土元素可以促进系间蹿跃到三线态的性质,成为新型的宽谱带光学限制材料。显著的荧光猝灭表明了两种组合之间的电子转移,也使光致电子/能量转移（PET/ET）过程成为可能,在相同脉冲激光能量照射下,两种杂化材料在532和1064nm处的光学限制能力均有所提高,特别是在1064nm处的β_eff值达到0.331cm GW^-1,比改性前的GO提高了23倍。2)为了进一步提高GO杂化材料在有机溶剂中的分散性,以及在532和1064nm处的非线性消光系数,受超支化金属酞菁（HMePc）低聚物各种优异性质的启发,以相同的化学键方式合成了两种超支化镧系元素酞菁修饰的GO杂化材料,两种杂化材料结合了HMePc的良好性质,表现出比MePc-GO杂化物更稳定的分散性。并且,在DMF中以0.1mg mL^-1的相同浓度分散,HBMePc-GO显示了比单分子修饰的杂化物MePc-GO更大的非线性消光系数值,这是由于超支化酞菁的特殊结构,使得HBMePc-GO杂化物具有更有效的电子/能量转移,同时表现出比MePc-GO更强的荧光猝灭。综上所述,通过对GO进行表面改性,制备了两种新型光学限制材料,通过对两种材料进行结构与性质的对比分析,为非线性光学材料的调控提供一定的理论基础,可以在此基础上对非线性光学材料进行调控。