21世纪以来,随着光纤通信技术的进一步发展,人类逐步进入高速信息时代。相关的研究领域,诸如利用光学计算、光学存储以及全光通信网络等方面的发展日趋显著,对高性能光子器件的需求量也在进一步的增加。因此,我们熟知的全光开关、光滤波器以及波长转换器等无源器件表现出前所未有的巨大市场,而这些器件的制备必须依赖于高性能的非线性光学材料。众多的非线性光学材料中,硫系玻璃具有独特的优点,其非线性折射率n2是石英玻璃的100倍以上,红外透过范围宽（最远能透到25μm）、热稳定性比较高。更重要的是,硫系玻璃能够成膜成纤,因此是红外非线性光子器件的优良选材。本文的主要目的是探索基于Ge-Sn（Ga）-S体系的硫系微晶玻璃的三阶光学非线性特性,并且评估它们在非线性光子器件上的适用性。我们首先是对Ge-Ga-S三元体系的硫系玻璃进行研究和部分创新。虽然该玻璃体系的研究较为成熟,但是对其微晶化后的Ge-Ga-S微晶玻璃的三阶光学非线性的研究报道则相对来说较少。故我们选择卤化物作为成核剂,并且研究了高卤化物掺杂后整个可见光波段透明的Ge-Ga-S玻璃及微晶玻璃的三阶非线性光学特性;其次,我们对Ge-Sn-S这一个比较新颖的三元体系的硫系玻璃体并且将Au作为其成核剂,对微晶化后的Ge-Sn-S微晶玻璃的三阶光学非线性进行了研究。我们发现Ge-Sn-S玻璃中的未饱和的Sn2+离子能够将引入的Au还原,并由此在玻璃基质中生长出Au纳米颗粒。在Au颗粒尺寸比较小的时候,Ge-Sn-S体系硫系玻璃的三阶光学非线性特性能得到了极大的提高。由此,本文的主要内容分以下三点:（1）高卤化物掺杂的全可见光波段透明的Ge-Ga-S硫系微晶玻璃的三阶光学非线性的研究。结合之前对该体系的已有报道以及相关三阶非线性研究的研究结果,我们引入了两种了成核剂（CsCl和CsI）,并且重点研究了摩尔比为25Ge S2-30Ga2S3-45CsCl的全可见透明硫系基质玻璃及微晶玻璃（基础吸收边位于～370nm,略高于人眼的380nm可见边缘）。该微晶玻璃中析出的为Ga2S3纳米晶,由于其尺寸限制效应产生的局域晶体场,使玻璃在800nm波长下的非线性折射率n2的符号和大小均产生了变化,25Ge S2-30Ga2S3-45CsCl微晶玻璃最大的n2值为1.96×10-18m2/W,是基质玻璃n2值的4倍。（2）金掺杂的Ge-Sn-S体系硫系玻璃的微观形貌和光学特性研究。在摩尔比为20Ge-5Sn-75S玻璃的基础上,我们通过掺入0.1mol%、0.2mol%、0.4mol%、0.7mol%以及1mol%等不同百分比的单质金（Au）,获得了一系列Au掺杂的20Ge-5Sn-75S玻璃。通过透射电镜照片,我们发现掺杂玻璃中已经析出了Au纳米颗粒。Au掺杂玻璃的短波截至边明显红移,表明Au纳米颗粒的表面等离子尾带吸收的存在。通过对掺杂金和未掺杂金玻璃的荧光光谱的测试结果表明,两种玻璃都有着位于～450nm波长下的光致发光信号,这属于Sn2+离子的特征发光,说明玻璃中Au纳米颗粒的析出于Sn2+离子的相互作用有关。此外,有Au纳米颗粒硫系玻璃的维氏硬度比未掺杂Au的基质玻璃的维氏硬度高出3.4%。（3）热处理对金掺杂的Ge-Sn-S体系硫系玻璃的三阶光学非线性研究。在Au掺杂的20Ge-5Sn-75S玻璃的基础上,选择两个加热温度（338℃和368℃）对玻璃进行10小时的热处理。我们发现,Au纳米颗粒在热处理后表现出更强的光学活性。Z扫描测量表明,0.4mol%掺Au的20Ge-5Sn-75S玻璃在热处理后的n2值最大,高达1.65×10-16m2/W（在800nm波长下）,是未掺杂Au的Ge-Sn-S基质玻璃n2值的3倍,是25Ge S2-30Ga2S3-45CsCl微晶玻璃n2值100倍。此外,热处理由于析出了更多的Au颗粒,会明显减弱Sn2+离子在～450nm的特征发光。