基于铯原子6S_1/2-6P_3/2-6D_5/2（852 nm+917 nm）阶梯型能级结构，以波长为852 nm圆偏振光作为泵浦光，将原子由基态6S_1/2布居到中间激发态6P_3/2，并将原子介质极化。波长为917 nm线偏振光作为信号光通过极化的原子介质后，其偏振面发生了旋转，从而实现了工作波长为917 nm非线性光学滤波器。实验上详细测量、分析了泵浦光功率、原子气室温度，以及泵浦光与信号光同、反向实验构型对该非线性光学滤波器性能的影响，在优化的实验参数下，该滤波器的峰值透射率可达20%，等效噪声带宽<60 MHz。超窄带宽的光学滤波器在原子钟、自由空间光通信、激光遥感系统等领域具有潜在的应用价值。

除了白炽灯、白光二极管以及非线性超连续白光光源外, 研究表明: 近红外连续激光辐照不同性质的光学活性材料可以产生一种连续宽谱白光。首先分类介绍具有近红外光驱动连续白光特性的发光材料, 包括无机材料、混合纳米结构材料、碳基材料、有机金属化合物及稀土复合物等。然后从光谱特性、温度效应和光电响应3方面讨论这种发光的内在光物理过程。随后总结分析目前报道的可能的发光产生机制及其潜在的应用价值。最后, 对这一光物理过程以及未来的研究方向进行总结和展望。

全光谱白光具有和太阳光光谱接近的覆盖可见到红外连续波段的光谱特征, 对光学研究具有重要意义。连续激光驱动光学活性材料的全光谱白光因其特殊的发光性能及高效的发光效率吸引了研究者广泛的研究兴趣。本文首先从有无激活中心角度对可产生全光谱白光的无机材料进行了分类总结。然后从光谱性能、温度性能及光电性能三个方面对无机材料体系中的全光谱白光的光物理过程进行了归纳分析, 并对全光谱白光的应用做出了展望。最后对这一非线性光学效应的全光谱白光发光现象未来的研究方向及发展趋势进行了总结。

作为捕获与操纵微观粒子的重要手段,光镊技术因其具有非接触和高精度操控等优势在物理、化学和生物医学等领域得到了广泛的研究及应用。飞秒激光超高的峰值功率能够有效激发被捕获物体的非线性光学响应,同时超短的脉冲输出可以在光与物质相互作用的过程中产生更小的热效应,从而在光学微操控中展现出特有的优势。本文综述了飞秒激光光镊的研究进展,详细讨论了其中涉及的非线性效应和应用,并对其发展前景进行了展望。

结合光纤激光器、光纤放大器和非线性光学高效频率转换技术及准位相匹配材料, 服务于原子物理领域铯原子单光子跃迁里德堡激发的实际需求, 研究并掌握了产生3186 nm波长连续单频紫外激光的关键技术。采用1 5605 nm与1 0769 nm连续激光先通过单次穿过PPLN非线性晶体和频, 再经腔增强谐振倍频过程高效地产生了输出功率大于2 W的3186 nm紫外激光, 半小时内, 光功率的方均根起伏优于087%。采用电子学边带锁频方案, 实现了整个紫外激光系统在保持相对于高精细度超稳腔锁定条件下较大范围连续调谐, 其连续调谐范围大于4 GHz, 残余频率起伏约16 kHz。采用本文研制的高功率窄线宽可调谐3186 nm紫外激光系统, 在铯热原子气室中实现了6S1/2 →nP3/2(n=70~100)的单光子跃迁里德堡激发, 并对相关现象作了相关的理论分析与研究。采用纯光学探测方案观察到了3186 nm紫外激光对磁光阱中铯冷原子系综的单光子跃迁里德堡激发。

由于独特的非线性光学特性,量子点在激光防护领域受到了广泛的关注。但是,量子点易团聚变质的特点,使得其在应用过程中非线性光学效应大打折扣。为解决该问题,研究了三元量子点有机高分子复合材料的制备方法,并在532 nm激光条件下使用Z扫描技术对制备的CdxZn1-xSe/PMMA量子点有机高分子材料进行了非线性光学性能研究。结果表明,以甲基丙烯酸甲酯为聚合物单体,过氧化苯甲酰为引发剂,采用改良的“共混法”成功制得了均一、稳定、透明的CdxZn1-xSe/PMMA量子点有机复合材料；其最佳三阶非线性吸收、三阶非线性折射系数分别达到了7.90×10-8 m/W与-0.99×10-8 esu,非线性光学特性显著。因此,CdxZn1-xSe/PMMA量子点有机高分子复合材料在激光防护材料中具有重要的潜在应用价值。

如何在低阈值小尺度(毫瓦或皮焦量级、微米以下)情况下激发非线性光学效应是近年来光学领域研究的重要课题。该研究最直接的应用需求就是光子集成芯片，这是未来实现超高速、大容量信息网络体系的基础。光子晶体具有类似于半导体能带的光子禁带(PBG)，被誉为“光子半导体”，为人们提供了一种新颖而又实用的操纵光子的物理手段，使低阈值、可集成非线性效应产生成为可能。越来越多的非线性效应在光子晶体中已经被发现，例如光子晶体慢光、带隙孤子、电磁感应透明、二次谐波产生、光学双稳态等，本文将着重对可用于光子集成器件开发的光子晶体非线性效应研究领域的一些主要成果和进展进行总结，介绍其相关应用并对光子晶体非线性效应研究作出展望。

为了抑制非线性光学效应对光学材料表面损伤阈值测量的影响，设计了一种新的激光焦点对焦方法，利用激光对空气电离所发射的等离子体光线作为参照物进行焦点定位，对焦过程中，激光电离焦点处的空气形成等离子体亮点，该亮点通过光学材料表面形成镜像，由镜面成像原理可知样品表面位于等离子体亮点和其镜像连线的中点，调节亮点和镜像重合即可完成对焦。结果表明，该方法操作简便、精度高，这对光学材料的表面损伤阈值测量具有重要意义。

采用熔融-急冷法制备了(100-x)Ge20Ga5Sb10S65-xAgCl(x=0,5,10,15,20 mol%)系列硫卤玻璃，测试了样品的密度、从可见到中远红外的透过性能以及折射率参量，根据Z-扫描测试原理用钛宝石飞秒激光器测试了样品的三阶非线性特性随波长变化的特性.结果表明：非线性折射率n2和非线性吸收系数β随着波长的增加而增加，AgCl含量为20 mol%的样品在800nm处的非线性折射率n2=1.581×10-10 esu，非线性吸收系数β=4.707 cm/GW.与传统硫系玻璃相比，三阶非线性性能明显提高.

计算了四能级Tripod-型原子系统中探针光极化率随其频率失谐量的变化曲线.结果表明,当触发光作用于该系统的一个共振跃迁能级时,可使探针光的吸收和色散在其电磁感应透明(Electromagnetically Induced Transparency,EIT)窗口(由耦合光产生)处发生显著变化.随着触发光Rabi频率的增加,探针光在EIT窗口的吸收显著降低,色散显著增加.这种由触发光引起的探针光极化率的变化对应着三阶Kerr非线性光学效应,这一效应在偏振量子相位门中有着潜在的应用价值.