近年来,以Ⅱ-Ⅵ族半导体耦合／复合量子点在基础性研究和开发应用方面都十分活跃,其光学非线性也是人们关注的热点之一。量子点由于载流子在空间方向上的运动受到限制,因此体现出量子尺寸效应,小尺寸效应等量子特性,其光学非线性也比传统的体材料高,并且可以通过改变生产加工工艺来控制量子点的光学性质。而耦合／复合量子点和单一量子点相比,由于其结构更为复杂,而且各组分之间存在着相互作用,因此其往往表现出更加丰富的性质,同时还具有扩展性和集成性,因此有着广阔的应用前景。本文理论研究了由CdSe和ZnS组成的具有核壳结构的耦合量子点以及由金纳米颗粒和CdTe量子点组成和复合量子点的光学非线性及其相关性质。具体的工作主要有以下几方面：1. ZnS/CdSe柱形量子壳光学非线性的尺寸相关性质对于核为能带较宽的ZnS、壳层为能带较窄的CdSe柱形量子壳,通过单带有效质量近似计算了其导带能级结构,再通过微扰法计算了其二次电光效应的三阶非线性极化率随尺寸的变化关系。由于核壳材料的能带宽度不同,因此引入一个参考值“壁垒”。当固定核半径时,在能量低于壁垒时,能量随尺寸变化的曲线随壳层厚度增大平滑下降,而当能量高于壁垒时,曲线随壳层厚度变化出现-定波动；当固定壳层厚度,改变核大小时,壁垒以上的能级随核半径增大而平滑下降,而壁垒以下的能级几乎不随核半径改变而改变。以此为基础,计算了量子壳带内跃迁引起的非线性光学三阶极化率。结果显示,当固定核半径,增大壳层厚度时,三阶极化率共振峰位置出现红移,而强度变强；当固定壳层厚度,增大核半径时,对壁垒以上的跃迁引起的三阶非线性极化率的变化较明显,而壁垒以下的跃迁引起的三阶非线性极化率几乎不变。2. CdSe/ZnS球形量子点量子阱内极化子对三阶非线性光学效应的影响对于核为能带较窄的CdSe、壳层为能带较宽的ZnS的球形量子点量子阱,从哈密顿量出发,计算了极化子对三阶非线性极化率的贡献,结果表明,极化子对能级的影响相对于入射光子能量来说比较小,但是对跃迁矩阵元影响较大。它可以显著提高三阶非线性极化率的共振峰强度,而不会使共振峰位置发生较大的移动。3. Au-CdTe复合量子点中金属对半导体的三阶非线性极化率的影响对于由Au纳米颗粒和CdTe量子点组成的复合材料,首先使用六带和八带的有效质量理论计算了单一CdTe量子点的能带结构。结果表明,其与半径的变化关系不再满足平方反比关系,并且在量子点尺寸很小时,导带和价带的相互作用还会使得能带发生进一步分裂。根据计算出的结果,通过微扰法计算出单个CdTe量子点的带间跃迁引起的三阶非线性极化率,随着量子点的尺寸增大,共振峰发生红移,且共振峰强度也变强。在Au-CdTe复合量子点中,将金属对半导体的电场贡献分为局域场的贡献和偶极-偶极相互作用的贡献,其中,金属对半导体局域场的贡献对半导体的非线性极化率有增强作用,而偶极-偶极相互作用一方面会改变非线性极化率的共振峰位置,使之发生小幅平移,另一方面,会加速半导体能量的弛豫,进而降低非线性极化率。但是对于一定尺寸的CdTe凝胶状量子点,当金属与量子点靠的不是太近的时候,其局域增强作用的影响比弛豫加速的影响要大,这使得半导体量子点的非线性光学被金纳米颗粒增强成为可能。此外,我们还采用了三能级系统,计算了其吸收系数以及粒子数的动力学特征。对于半导体量子点而言,由于金属参与作用,因此较容易产生Stark分裂,而其粒子数随时间变化的情况也随着光强以及材料的几何参数而发生变化。