由于纳米材料具有许多体材料不具有的特性,具有重要的潜在应用价值,目前对纳米材料特性的研究是一个热门的课题.激光与纳米物质相互作用的研究也越来越多.该论文研究了半导体纳米粒子和纳米管的光学非线性.该论文分析了量子限域效应、表面效应、局域场效应以及介电限域效应对半导体纳米材料的禁带宽度和三阶极化率大小的影响.重点分析了双激子态下半导体纳米粒子的三阶光学非线性,指出纳米粒子的粒子半径、粒子与周围介质之间的介电常数比值以及电子和空穴的质量比对半导体纳米粒子的双激子束缚能、偶极跃迁振子强度都有显著的影响.同时分析了半导体纳米粒子自聚焦和自散焦的特性对光子能量和禁带宽度的依赖关系.通过Z扫描实验,测量了半导体纳米粒子CdS、TiO<,2>和ZrO<,2>掺杂聚合物PMMA薄膜样品的双光子吸收和非线性折射系数,并且将CdS纳米粒子的实验结果与双激子态的理论模型进行了比较.同时不同材料的半导体纳米粒子的自聚焦和自散焦特性的实验结果与理论分析基本吻合.对溶解在DMF溶液中的ZnO半导体纳米管和纳米粒子的非线性吸收和折射进行了测量,发现纳米管的三阶非线性较纳米粒子有一定程度的提高,通过对两者的偶极跃迁矩阵元和电子的联合态密度的分析,给出了产生这种差别的原因.