金属纳米粒子小尺寸的特点使其呈现出许多奇异的物理、化学性质。对它的光学非线性、光限幅效应的研究既可以加深人们对物质与光相互作用的认识，又能帮助人们发现影响其光限幅性能的因素，进而指导材料的设计、优化、合成。所以对金属纳米粒子，特别是贵金属纳米粒子的光学非线性、光限幅的研究正在吸引越来越多的人的兴趣。　　本论文重点研究了具有保护剂包覆的金属纳米粒子、纳米线和无机金属团簇的非线性吸收及光限幅特性。具体内容如下:　　从有效介质理论、局域场理论出发推导了金属纳米粒子分散系统的尺寸相关的有效介电函数，讨论了分散系统中三阶非线性的增强效应、粒子的光限幅的尺寸效应。　　利用Z扫描方法，在532nm纳秒激光脉冲激发下，观察到了PVP保护的铂纳米粒子在非共振区由饱和吸收向反饱和吸收转化的现象，以饱和吸收和双光子吸收为基础建立了唯象模型，理论分析了这种转化现象，并初步解释了此效应的微观机理。　　研究了PVP、咔唑、C60三联吡啶(C60tpy)作包覆剂的金、银、铂、钯、钌等贵金属对532nm的纳秒、皮秒激光的光限幅行为。研究发现，相对PVP、咔唑而言，保护剂C60tpy对金属纳米粒子的光限幅具有明显的增强效应。分析了保护剂C60tpy对光限幅性能增强作用的机理。　　研究了金纳米粒子的大小对其纳秒光限幅性能的影响。实验发现，在一定尺寸范围内，金纳米粒子的光限幅性能随尺寸增大而增强；当超过某一尺寸后金属纳米粒子的光限幅性能随尺寸增大反而变得越来越差。证明金纳米粒子光限幅能力随尺寸的变化是非单调的。　　研究了C60tpy保护的铅纳米线的皮秒、纳秒光限幅特性。实验发现铅纳米线的皮秒光限幅性能明显好于纳秒光限幅性能。另外，铅纳米线的纳秒光限幅具有明显的溶剂效应，所用的溶剂的沸点越低，限幅越好。实验还证明这种光限幅的溶剂效应在C60tpy保护的铂纳米粒子中也存在。对溶剂效应产生的机理进行了分析。　　在532nm处，研究了立方笼形无机金属团簇[(n-Bu)4N]3[MoS4Ag3Cl4]的纳秒、皮秒光限幅特性。实验发现，在两种脉冲下该团簇都能表现出强的光限幅特性，它的限幅性能甚至好于C60甲苯溶液。另外，该无机金属团簇在皮秒脉冲下的限幅能力好于在纳秒脉冲下的限幅能力。利用有效激发态吸收理论分析了实验结果，得到了在两种脉宽下的有效激发态吸收截面。　　本文最后归纳比较了保护剂、脉冲宽度、溶剂对金属纳米粒子、纳米线光限幅特性的影响。