随着二维材料研究的进一步深入,单一种类的二维材料因自身的短板并不能很好的适用多元化的应用需求,而对不同的二维原子层进行控制堆叠形成异质结构,在显著优化二维材料的光学性能和拓宽其应用领域方面具有很大的前景。本文通过优化后的化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition,CVD）法生长出二维二硫化钼（MoS2）,并在上旋涂通过优化的溶剂热法制备的二维碲化铋（Bi2Te3）纳米片,成功地构建了具有高结晶度和光学质量的二维MoS2/Bi2Te3异质结构。基于搭建的显微Z扫描和泵浦探针测量技术,本文系统地研究了二维MoS2、二维Bi2Te3纳米片和二维MoS2/Bi2Te3异质结构的非线性光学性能,并探究了MoS2的形貌及层数对本身及其构建的MoS2/Bi2Te3异质结构的载流子动力学过程的影响。本文主要包括以下三个内容:1.二维MoS2的制备及非线性光学性能研究。基于CVD法,采用电化学氧化Mo箔得到的Mo Ox为前驱体,并对反应温度和通硫温度做了进一步的优化,实现了高结晶性的1L（Layer,L）MoS2薄膜和1L、2L、3L、和4L MoS2薄片的生长。对比载流子动力学测试结果发现1L MoS2薄片快的弛豫时间最短（～800fs）,表明1L MoS2薄片更多的表面缺陷对光生载流子过程是有利的,同时其三阶非线性饱和吸收系数较强,为高性能的饱和吸收体提供了潜在材料。2.二维Bi2Te3的制备及非线性光学性能研究。通过调控溶剂热实验过程的实验参数,制备出结晶性好、厚度约为10 nm左右的六边形Bi2Te3纳米片,非线性光学及载流子动力学测试表明Bi2Te3纳米片较好的非线性饱和吸收特征,同时其快的载流子弛豫时间为450 fs,说明Bi2Te3纳米片可以作为超快饱和吸收体的潜在材料。3.二维MoS2/Bi2Te3异质结的构建及非线性光学性能研究。基于物理旋涂的方式,将制备的二维Bi2Te3纳米片悬浮液稀释到一定程度,通过匀胶机旋涂到二维MoS2薄片上,成功构建了高质量的二维MoS2/Bi2Te3异质结构。基于搭建的微区Z扫描和泵浦探针装置,本文定位研究了二维MoS2/Bi2Te3的非线性光学性能,并与对应的单一组元的性能作对比。结果表明:由于1L MoS2向二维Bi2Te3的电荷转移,1L MoS2/Bi2Te3异质结具有优异的非线性饱和吸收系数和超短的载流子寿命（～440 fs）,可用作超短脉冲激光的可饱和吸收体。该工作为结合不同二维材料的光学优势设计新型可调谐二维光子材料铺平了道路。