透明硬脆材料由于其优异的力学性能、热稳定性、耐腐蚀性以及光电性能，广泛应用于半导体与电子领域。传统透明硬脆材料切片方法效率低、材料损耗大，制约了硬脆材料的推广应用。激光剥离技术是近年来新兴的一种透明硬脆材料切片新方法，较传统金刚线切割方法大幅提升硬脆材料的切片效率和材料利用率，目前已发展成为硬脆材料激光加工领域学术研究与产业应用的焦点。文中深入分析透明硬脆材料激光剥离物理过程，归纳激光剥离过程关键科学问题：透明硬脆材料对激光的非线性吸收、激光作用下材料内部微观结构演化与缺陷扩展规律，以及激光光场调控对材料改质影响机制等。基于这些科学问题，综述了近年来激光剥离不同类型透明硬脆材料的研究进展，目前用于激光剥离的材料已涵盖了SiC、Si、GaN、金刚石等半导体材料，蓝宝石、多晶Al₂O₃、氧化锆等陶瓷材料，激光剥离技术已发展出超快激光双脉冲诱导剥离、超快激光-化学辅助剥离、多激光复合剥离等。激光剥离物理过程是一个典型的激光-材料-热学-力学多学科交叉问题，尽管在实验结果方面获得了显著突破和迅猛发展，但目前对于工艺机理仍缺乏深入的理论与数值建模研究。未来透明硬脆材料激光剥离技术将会朝着百微米以下超薄厚度剥离、改质层低损伤、工艺自适应等方向发展，将为半导体与电子等领域快速发展提供更大的技术支撑。

KDP类晶体是唯一可以满足ICF激光驱动装置通光口径的非线性光学晶体材料。该类晶体采用水溶液生长法生长，易于产生宏观包裹体和微观晶格缺陷，在高功率激光辐照下晶体内部易产生高密度pinpoint损伤现象，这与其他方法生长的晶体只是受限于光学加工的表面损伤问题相比具有明显不同。KDP类晶体内部的缺陷或前驱体诱导激光损伤与晶体切向、激光波长及偏振方向等密切相关，使得应用于ICF激光驱动器中不同光学功能的、来源于同一晶坯的不同晶体元件也表现出损伤性能的差异性，因此其损伤机理非常复杂，迫切需要认识该类晶体的激光损伤机理问题。回顾了上海光学精密机械研究所联合福建物质结构研究所、山东大学等晶体研制单位联合开展的关于KDP类晶体激光诱导损伤特性的研究工作，进行了用于光开关、倍频以及混频等功能的KDP和不同氘含量DKDP晶体的激光损伤研究，指导了晶体生长工艺优化和过程关键因素控制，并对仍存在的问题及解决方案进行了展望，对于高性能KDP类晶体的研制以及在高功率激光系统中的合理应用具有参考价值。

采用化学气相沉积法制备了直立生长的SnS₂（V-SnS₂）薄膜，并使用自主搭建的Z扫描系统研究了V-SnS₂的三阶非线性光学响应。结果表明，由于S空位的存在使得V-SnS₂薄膜表现出明显的饱和吸收响应，且非线性吸收系数（β）随着泵浦功率的增加而减少。分析发现，其β的最大值为6 cm/GW，调制深度（ΔM）为50%。同时，通过闭口Z扫描技术测量发现V-SnS₂薄膜的n₂比Si和GaAs大一个数量级，且n₂随着泵浦功率的增加而减少，基于自由载流子的非线性理论分析表明这与材料中的自由载流子和束缚电子密切相关。本文研究证明V-SnS₂在全光开关、激光调Q等非线性光电子器件的设计与制造方面有潜在的应用。

CdTe核壳结构半导体量子点具有特殊的非线性光学和超快动力学特性，使其在太阳能电池、光电子器件、生物标记和光纤传感领域有着广泛的应用前景。主要研究了6种不同核心尺寸、不同壳层厚度CdTe/CdS核壳结构半导体量子点的非线性光学和超快动力学特性。在波长400 nm、脉冲宽度130 fs激光脉冲作用下采用Z-Scan技术测量了样品的非线性吸收和非线性折射系数。实验结果表明，CdTe/CdS核壳结构量子点的壳层厚度影响非线性吸收和非线性折射特性，非线性吸收和非线性折射系数均随壳层厚度增加而增大。核心尺寸主要影响非线性吸收特性，非线性吸收系数随核心尺寸的增大而减小。在波长400 nm、脉冲宽度130 fs、频率1 kHz、单脉冲能量400 nJ条件下采用飞秒时间分辨瞬态吸收光谱技术测量了样品的超快动力学特性，得到了瞬态吸收光谱和超快动力学曲线。结果表明漂白信号上升过程时间随壳层厚度的增加而变大。快过程衰减时间随着壳层厚度的增加而变大，同时随着核心尺寸增加而增长；慢过程衰减时间随着壳层厚度的增加而变大。研究揭示了CdTe核壳结构量子点的核心尺寸、壳层厚度对非线性光学和超快动力学的影响规律，为核壳结构量子点的制备和光物理特性研究提供了理论基础。

超快激光技术的发展为基础研究和工业生产不断注入新的动力，促发了很多新学科、新技术的诞生。超快激光焊接作为近年来发展起来的一种新型材料连接技术，在航空航天、精密机械、集成光电、生物医疗等领域具有巨大的应用潜力，受到了人们的广泛关注。基于超快激光非线性选区能量沉积的基本特点，超快激光焊接具有广泛的材料适用性和空间选择性，可以在无嵌入层的前提下实现涉及透明材料的高质量选区焊接。本文从超快激光选区焊接的物理机制、主要影响因素、适用领域入手进行了归纳与分析，并对未来该技术发展和将面临的关键挑战进行了论述。

本文总结了2003~2019年报道的联三吡啶铂（Ⅱ）配合物的反饱和吸收或双光子吸收及光限幅研究进展，并对这类配合物的光物理特性，包括基态吸收?激发态吸收?激发态寿命和三重态量子产率?在532 nm的反饱和吸收或光限幅，在近红外光区的双光子吸收，以及构效关系进行了评估。首先介绍了目前光限幅材料和器件的研究现状，对反饱和吸收和双光子吸收材料的基本要求，以及平面正方形铂（Ⅱ）配合物的种类和特性；其次讨论了六个系列联三吡啶类铂（Ⅱ）配合物的反饱和吸收或光限幅及构效关系；随后总结了五个系列联三吡啶铂（Ⅱ）配合物的双光子吸收及结构变化对双光子吸收截面的影响；最后对文献报道的工作进行了小结。根据文献报道的工作发现的一个趋势是：在联三吡啶配体或单齿炔配体上引入取代基可以调节基态和激发态的吸收，特别是在配体上引入给电子基团或增加联三吡啶和其上的芳香环取代基的共平面性会引起基态吸收红移但降低或淬灭激发态的吸收，这样会降低在532 nm的反饱和吸收或光限幅。但是扩展联三吡啶配体上的共轭体系则能大幅提高铂（Ⅱ）配合物的双光子吸收截面，尤其是在联三吡啶配体上引入吸电子的共轭芳香环取代基可以控制基态吸收在500 nm以下，同时保持了在可见光区的长寿命宽幅三重激发态吸收和在近红外光区的中等强度的双光子吸收，这对研制宽幅激光限幅材料有重要意义。

文中利用热蒸发以及退火等工艺制备了支持局域表面等离子体激元（LSP）的微纳结构，来增强硫系玻璃Ge₂₈Sb₁₂Se₆₀ (GSS)薄膜的非线性吸收效应；搭建了Z-scan光路，实现了对样品非线性折射与吸收的测量；通过对样品透射光谱的分析，揭示了GSS非线性吸收增强效应的原理。并研究了该微纳结构对不同厚度GSS非线性吸收的增强规律。文中用到的LSP微纳结构制作简单，无需复杂光刻工艺，可为增强材料光学非线性研究提供重要参考。