采用3.7 fs脉冲激光对半导体单壁碳纳米管的两个最低电子跃迁进行选择性抽运,诱导产生了沿碳管径向振荡的低频呼吸模式(RBM)和沿轴向振荡的高频伸缩模式(GM)。通过变换抽运光带宽,探测到最低单激发态抽运和双激发态抽运对两种声子振幅及初始相位的影响。研究结果表明,RBM和GM的振幅以及GM的初始相位得到了明显调制。基于相干电-声子耦合对声子场的影响,调制了碳纳米管晶格结构振荡模式的参量。提供了一种通过激发电子相干运动调控相干晶格振荡特性的可能性。

为了增强高次谐波光谱及阿秒脉冲的强度, 采用数值求解薛定谔方程的方法, 理论研究了H+2在抽运探测激光驱动下高次谐波辐射特点。结果表明, 在抽运激光驱动下, H+2首先被激发到多光子共振电离区间, 进而增大电离几率; 随后在探测激光驱动下, 谐波辐射强度得到增强; 当采用不对称非均匀激光场时, 谐波截止频率可以进一步延伸, 并且谐波平台区只由单一谐波辐射能量峰贡献; 最后通过叠加傅里叶变换后的谐波可获得脉宽在32as的脉冲。该研究对单个阿秒脉冲的产生是有帮助的。

构建光克尔效应时间门物理模型, 采用抽运探测实验获得的二硫化碳(CS2)克尔信号曲线作为光开关门响应函数, 对光束传输进行时间切片和空间离散, 模拟出了光开关门的时空演化规律。研究了在不同的抽运光与探测光夹角和光束空间分布情况下的时间门宽度和光束强度分布。结果表明: 对于高斯空间分布的抽运光束和探测光束, 随着抽运光束与探测光束夹角增大, 时间门变窄, 光斑由对称圆变成椭圆形, 交叉角越大, 椭圆度越大; 如果抽运光束和探测光束的空间分布为超高斯分布, 随着光束夹角增大, 开关门的时间曲线前沿不断变缓, 但光斑空间形状基本没有变化, 椭圆光斑的椭圆度约为1/3。这些结果为抽运探测和光学弹道成像等实验参数的选取提供了一定的参考依据。

在超短脉冲抽运光作用下,利用双光子激发研究了多晶金刚石非线性吸收和非线性折射的动力学演化过程。在非线性吸收动力学实验中，观察到了金刚石样品中被激发载流子的两个不同的复合过程，时间尺度分别在百皮秒量级和纳秒量级，精确得到了不同抽运光能量作用时两个过程各自的时间常数。在非线性折射动力学实验中，观察到了金刚石样品中由非简并双光子吸收过程所引起的正的非线性折射率变化，得到了样品的三阶非线性系数。

表面等离激元因具有能突破光学衍射极限、表面局域性和近场增强等奇特的光学性质，被广泛应用于光伏、光催化和光电探测等研究领域。将具有高效光捕获特性的表面等离激元与传统半导体器件相结合，可以极大地提高传统半导体器件的效率，具有重要的应用价值。由局域表面等离激元弛豫产生的热电子是将太阳能转化为电能或化学能的关键，因此从微观上研究表面等离激元热电子的产生及弛豫过程对于设计高效率表面等离激元纳米光电器件具有重要意义。综述了表面等离激元热电子的激发及其在金属-半导体材料界面处的超快动力学过程的研究进展，分析了目前存在的主要问题并对其未来的发展前景进行了展望。

利用飞秒抽运探测透射技术，研究了室温下 CdSeS半导体量子点激发态载流子的弛豫过程与抽运光能量密度和光子能量的关系。实验结果表明，CdSeS量子点激发态载流子的弛豫有3个过程：1) 约为10 ps的一个快速弛豫过程，此过程随着抽运光能量密度的不断增加而逐渐变慢，与光子能量没有明显的依赖关系，认为此过程是由载流子和光学声子的散射引起的；2) 约为100 ps的一个弛豫过程，此过程与抽运光能量密度及光子能量都没有明显的依赖关系，认为此过程是光激发载流子被缺陷态捕获而形成的限域载流子的弛豫过程；3) 一个纳秒量级的带带跃迁的弛豫过程。零延迟时间下的透射变化量随着抽运光能量密度的增大而增大，当抽运光能量密度增大到一定程度时，零延迟下的透射变化量逐渐趋于饱和。

利用飞秒激光抽运探测和Z扫描技术研究了氧化石墨烯和在不同还原时间下的氧化石墨烯的超快动力学过程及非线性吸收性质。将氧化石墨烯用肼蒸汽还原，通过控制还原时间，得到不同的还原氧化石墨烯材料。通过X射线光电子光谱实验测试了材料的含氧量和不同官能团含量。抽运探测实验结果显示还原后石墨烯载流子衰减速度明显加快，各官能团的含量也会影响载流子的衰减过程。Z扫描实验结果显示还原后样品的饱和吸收明显增强。对氧化石墨烯还原后，再延长还原时间并不能明显改变还原氧化石墨烯的饱和吸收性质，这种变化同还原氧化石墨烯的结构变化相关。

利用磁控溅射法在K9玻璃基底上制备了Ag8In14Sb55Te23(AIST)纳米薄膜，并利用激光抽运探测技术测量了薄膜的时间分辨反射率变化特性。研究结果表明，在合适能量密度的单脉冲纳秒激光脉冲作用下，AIST薄膜可以快速从沉积非晶态转化为晶态结构，晶化过程包含中间熔化态。在较低能量密度范围内，反射率变化量和晶化时间都随能量密度变化呈线性增加趋势。

飞秒激光与金属作用后，电子被瞬间加热，电子温度将远远高于声子温度，并逐渐将能量传递给声子，这种非平衡过程中电子和声子间传热能力由电子声子耦合系数表征。而到目前为止电子声子耦合系数是否存在尺度效应还存在争议。采用飞秒激光抽运探测法对金纳米薄膜非平衡传热过程进行了研究，利用抛物两步模型对实验数据进行拟合。通过对不同厚度的金纳米薄膜的电子声子耦合系数的比较，研究表明，电子声子耦合系数随着薄膜厚度的增加而减小。实验结果与已报道的基于电子自由程提出的理论模型所预测的变化趋势相一致。