论文的第一章介绍了半导体纳米材料非线性光学性质的研究背景、现状，概述了半导体纳米粒子共振非线性和非共振非线性光学性质，并通过理论模型的建立而探索提高纳米微粒三阶极化率的有效途径。单光束Z扫描技术是研究材料非线性光学性质的一种重要实验方法，本文给出了该方法详细的理论描述。在第三章，从固体能带理论的有效质量近似模型出发研究半导体纳米晶的电子结构，并解释了半导体量子点尺寸对三阶非线性的影响。详细阐述了材料光限幅机理及光限幅参数。第四章主要对实验结果进行了系统的分析。通过对五种不同空间形态和尺寸的PbS半导体纳米粒子的Z-扫描和非线性透射实验，系统的分析研究了PbS半导体纳米材料的三阶非线性光学性质和光限幅特性，并详细研究材料尺寸及维数对三阶非线性效应的影响。实验结果表明所测的五种PbS样品均具有自聚焦和双光子吸收的特性。在所测得的尺寸范围内，非线性折射率并不严格的依赖与材料的维数和尺寸。非线性透射实验结果显示半导体纳米材料具有好的光限幅行为，限幅行为主要与其三阶光学非线性效应有关。所测的五种PbS半导体纳米材料均具有较高的非线性折射系数和双光子吸收系数。