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非线性光学由于在激光技术、光学通信和数据储存等技术的广泛应用愈发受到人们的重视。随着人们对科学的加深理解和对新型光学器件应用上的不断期望，纳米材料的非线性光学特性成为了研究的热点。本文通过水热法首次制备了石墨烯/硫化镉（G/CdS）纳米复合材料，然后将石墨烯/硫化镉纳米复合材料分散到聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）中，采用浇铸法来制备有机玻璃，并对其非线性光学性能进行了研究，主要内容如下：1、石墨烯/硫化镉纳米复合材料的制备。本文通过水热法制备了石墨烯/硫化镉纳米复合材料，对其进行结构和形貌的表征，通过SEM、TEM发现硫化镉纳米粒子均匀分布在石墨烯的表面，并且石墨烯的两侧都生长了硫化镉纳米粒子，HRTEM表明硫化镉纳米粒子的单晶特性，XPS表明了硫化镉和石墨烯之间发生电子传递过程。结果证明成功制备了石墨烯/硫化镉纳米复合材料。2、石墨烯/硫化镉/聚甲基丙烯酸甲酯（G/CdS/PMMA）有机玻璃的制备。将G/CdS纳米复合材料分散到聚甲基丙烯酸甲酯中，用浇铸法制备了有机玻璃。观察了在PMMA中G/CdS不同添加量对于G/CdS/PMMA有机玻璃的透光率和表面均匀程度的影响。作为对照，采用相同方法制备了石墨烯/聚甲基丙烯酸甲酯（G/PMMA）和硫化镉/聚甲基丙烯酸甲酯（CdS/PMMA）有机玻璃。3、石墨烯/硫化镉/聚甲基丙烯酸甲酯的非线性光学性能研究。实验研究了石墨烯/硫化镉/聚甲基丙烯酸甲酯有机玻璃的非线性光学性能。发现相比于G/PMMA和CdS/PMMA有机玻璃，G/CdS/PMMA有机玻璃呈现了增强的非线性光学特性。而且，G/CdS/PMMA的非线性光学特性可以通过调节PMMA中G/CdS纳米复合材料的添加量来控制。并通过紫外-可见吸收光谱(UV-vis)和Z-scan曲线等方法，证明了(G/CdS)7.8/PMMA有机玻璃在样品中呈现了最好的非线性光学特性。