纳米硅基的光放大器,波长转换器和全光开光等光电子器件的研究已经取得了一定的进展,但现有的纳米硅材料的三阶非线性折射率系数仍然较小,这就限制了其在非线性光学器件中的应用.与Si 材料相比,半导体Ge 具有很多独特的性质：更小的电子和空穴有效质量,较大的介电常数,且间接和直接带隙都比Si 小；同时,Ge 的激子波尔半径(24.3 nm)比体硅(4.9 nm)大的多,这预示着在同样的尺寸下,nc-Ge 的量子限制效应比Si 更加明显.因而通过制备nc-Ge更容易调控锗材料的电子能带结构,从而改变其光学特性.本文用PECVD 技术和后退火方法制备了nc-Ge/SiNx 多层膜结构,采用Z扫描装置,以波长为1064 nm,脉宽是25 ps 的锁模激光作为激发光源,测试了材料的非线性光学特性.当激发光强I0=11.8×109 W/cm2 时,测得材料的非线性折射率系数和非线性吸收系数分别为n～10-10 cm2/W 和β～10-6 cm/W 量级.通过调控nc-Ge 的尺寸以及改变激发光强,可以使样品的非线性光学特性发生改变.用一个三能级模型对材料的非线性光学响应过程进行了分析,把负的非线性折射率系数归于两步吸收过程产生的自由载流子散射效应,而正的非线性折射率系数则源于饱和吸收对两步吸收过程的抑制.