“如果说20世纪是电子世纪,那么21世纪是‘光子世纪’,光子技术将带来一场超过电子技术的产业革命。”由此可见,具有优良性能的光学材料将愈发受到广泛关注。而硫系玻璃正是一种有着许多迷人性能的新型光学材料。例如,硫系玻璃的宽透过窗口和灵敏的光致变化效应使之成为用于制作光栅和波导等器件的理想材料。此外,得益于良好的透红外性能和随机准相位匹配技术,硫系玻璃微晶化是一条可通往中红外光转换器件的便宜且有效的崭新道路。因此,本文对Ge-S二元体系硫系玻璃的微结构及缺陷进行了系统研究,并对GeS₂玻璃进行了微晶化处理以获得具有永久二阶非线性光学性能的硫系微晶玻璃。利用拉曼散射和正电子湮灭技术,本文对最简单的Ge-S二元体系玻璃中的微观结构和缺陷进行了系统地研究。首先,利用拉曼散射技术表征了Ge-S二元玻璃的中程有序框架;然后,通过正电子湮没技术测试得到玻璃的缺陷信息。研究发现,在GeS_x硫系玻璃中,有不同缺陷态存在于富锗区（x＜2）、富硫但没有S₈环区（2≤x＜3.6）和富硫且有S₈环区（x≥3.6）。在富锗区（x＜2）,由于较长键长的Ge-Ge金属键的出现,Ge₃^--基自由体积缺陷有着较大体积,表现出有着较长的捕获态正电子寿命（～0.445 ns）。当2≤x＜4时,这一区的玻璃结构并未随S含量的增加有实质性的变化,因此它们有着基本相同的捕获态正电子寿命。而在x＞4的富硫区,新结构单元S₈环的出现减小了整个玻璃网络中的开孔体积尺寸,故表现出短的捕获态正电子湮没寿命。GeS_x玻璃的这些缺陷信息将对以后理解及解释硫系玻璃中各种光敏性能有着很大帮助。此外,本文还对与β-GeS₂晶体有相同化学计量比的GeS₂玻璃进行了微晶化处理,并利用Maker条纹技术对微晶玻璃进行了二阶非线性光学属性研究。通过在460℃不同时间的析晶处理,可制得含有非线性光学晶体β-GeS₂的透红外微晶玻璃。根据Maker条纹理论和粉未法得到一组新的、适用于描述微晶玻璃二次谐波产生的公式,并对获得的硫系微晶玻璃的二阶非线性光学系数进行了计算（最大值:～4.29 pm/V）。尽管存在较大的散射损耗,但是得益于随机准相位匹配技术该类硫系微晶玻璃仍可作为一种中红外光学频率变换用候选材料。