本论文基于非线性光散射效应(超瑞利散射和受激布拉格散射)的原理与技术，围绕新型有机材料和纳米体系的非线性光学性质及应用展开研究。　　 改进了超瑞利散射(HRS)技术测量材料非线性极化率的实验装置，用高灵敏荧光光谱仪作为超瑞利散射信号的测量系统，配合波长可调谐激光器，研究了材料双光子共振区的超瑞利散射谱特性。利用HRS技术，研究了平行双电荷转移有机分子二阶非线性极化率的增强效应，并建立了偶极叠加模型用以解释其增强效应。我们研究了有机分子二阶非线性光学性质的溶剂效应，提出了基于谐振子理论的同步振动模型，并利用该模型解释了实验中观察到的溶剂极性等参数对有机分子二阶非线性光学性质所产生的影响。　　 报道了纳米材料分散体系的宽带受激布拉格散射特性。结果表明，这种体系在532nm、816 illrl和1064姗均具有良好的受激散射特性，且背向受激散射效率均能超过10％。实验证明利用这种受激散射效应可以增强多光子吸收体系的光限幅能力。　　 改进了金纳米棒的种子生长合成方法，实现了金纳米棒的长宽比从2．6到8．0、相应的纵向等离子体消光峰从600 nm到1100 nm的可控调谐。运用标准散射物参照法对金纳米棒的散射光谱进行了绝对测量。通过双光子激发荧光成像及暗场成像验证了生物分子修饰的金纳米棒对人类胰腺癌(Panc-1)细胞的靶向特性。