分析了超快电子枪处于扫描状态下电子束的传输特性，对飞秒量级的超短电子束脉冲通过偏转扫描系统时的偏转距离等物理量进行了数值计算。计算结果显示：为确保电子束能够顺利通过偏转扫描系统并最后轰击直径为30 mm的荧光屏，必须加一个700~1400 V的初始电压，以便抵消负斜坡扫描电压的作用；700~1400 V的初始电压和负斜坡扫描电压的共同作用，是扫描实验成功的一个前提。扫描实验成功的另一个前提是激发光电阴极的光路和控制扫描的电路之间的同步。讨论了前提一带给同步实验的巨大困难，并设计了一个可以在扫描实验中以较高效率调节光路延时的实验系统，该系统可解决脉宽测量实验中扫描斜坡电压信号和超快电子脉冲的同步难题。

采用激发波长800 nm、脉宽50 fs、重复频率1 kHz的Ti:sapphire放大飞秒激光器作为激发光源，利用开孔Z扫描技术研究了不同粒径的CdTe:Mn量子点的非线性吸收性质。理论计算结果表明，同一生长时间CdTe:Mn量子点的双光子吸收系数是CdTe量子点的1.1倍，其双光子吸收系数随量子点尺寸的减小而增大，这是由于CdTe:Mn量子点非线性吸收属于反饱和吸收，掺杂了Mn元素，减小了表面缺陷浓度，表明掺杂量子点具有很好的双光子吸收现象。

利用氧化钕和盐酸为原料制得Nd(phen)2Cl3(三氯二邻菲罗啉合钕)，测得其光谱特性并以稀土氧化钕、苯甲酸和邻菲罗啉为原料制得绿色液体激光介质钕离子的配合物——NdB3phen（三苯甲酸—邻菲罗啉合钕）.利用飞秒激光器，采用单光束Z扫描法研究了NdB3phen的三阶非线性光学特性.结果表明：当入射飞秒激光脉冲波长为400 nm，峰值功率密度为2.94×1014 W/m2，脉宽为117 fs时，测得样品NdB3phen的非线性折射率为－2.84×10－18 cm2/W；NdB3phen在开孔条件下呈现反饱和吸收现象，测出双光子吸收系数的值为9.11×10－12 m/W.实验结果表明，NdB3phen的双光子吸收系数和非线性折射率随着光强的增强而增大.

采用皮秒Z扫描技术研究了两种不同中心金属取代的酞菁配合物2,9,16,23四(对羧基苯氧基)酞菁钴(pHPcCo)和2,9,16,23四(对羧基苯氧基)酞菁锌(pHPcZn)的非线性光学性质，并从离域电子共轭结构理论和共振、非共振增强理论进行了分析.结果表明:吸电子能力强的金属离子Zn2+ 取代的pHPcZn的吸收带相对于Co2+ 取代的pHPcCo略有红移；两种样品均具有正的三阶非线性极化率，共振增强使得pHPcZn和pHPcCo的三阶非线性极化率在532 nm条件下比1 064 nm条件下增强了近两个量级，中心金属离子强的吸电子能力使得pHPcZn的三阶非线性极化率大于pHPcCo，并在532 nm激发时，χ(3) 具有最大值1.76×1010 esu.