电子束蒸发的单层光学薄膜具有明显的柱状结构，薄膜内部折射率的变化较大，由此引起的体散射现象也较明显。基于一阶电磁微扰理论，建立了单层光学薄膜的体散射理论模型，分析了膜层厚度、入射光偏振态、柱状结构因子、非均质性对体散射的影响。研究了纯柱状结构下，电子束蒸发的单层二氧化铪(HfO2)薄膜体散射的角分布散射值(ARS)随着膜层厚度的变化规律，结果表明纯柱状结构HfO2 薄膜体散射的ARS 量级与表面散射完全非相关模型的ARS值相近，并且在特定的膜厚范围内，体散射的ARS值随着膜厚的增大而增大。对于非均质性薄膜，当非均质性一定时，体散射的ARS值随着膜厚的增大而增大；当膜层厚度一定时，体散射的ARS值随着非均质性绝对值的增大而减小。

采用紧束缚模型描述双层石墨烯的电子能带结构，得到相应的本征值和本征函数,并利用入射光子与电子相互作用的微扰理论分别计算单光子吸收(SPA)和双光子吸收(TPA)系数，系统地分析了入射光子能量和电子弛豫时间对双光子吸收的影响。计算结果表明：双层石墨烯的单光子吸收系数随入射光波长呈分段性变化，当入射光波长大于3100 nm时，单光子吸收系数为常数，约为2.1×108 m-1；双层石墨烯的双光子吸收在红外波段(波长约为3100 nm)处有一个很强的共振吸收峰，吸收系数的量级为10-4 m/W。研究结果为双层石墨烯在光子学和光电子学方面的应用提供理论指导。

将三阶微扰理论应用于单晶GaAs半导体,结合与实际相接近的能带结构,得到了GaAs中三光子吸收系数的解析式表达式,在考虑了激发电子的逃逸过程的情况下,进而推导了负电子亲和势GaAs光电阴极中三光子光电发射的发射系数的解析表达式.两表达式得到的理论数值分别与用ns量级脉宽、2.06μm波长的激光测得的GaAs中三光子吸收系数和GaAs(Cs,O)光电阴极中三光子发射系数的实验值相比较,吻合较好.