作为当今世界材料界的主角,纳米材料已经逐渐代替传统材料的地位,在各个领域广泛发展。而在这其中,贵金属纳米材料又因为其独特的物理,化学,生物的特性逐步发展成为一个重要的分支,在现代光学成像与通信,生物传感与检测,化学合成与制备,新能源光热发电和储存等领域发挥了重要的作用。在光学领域中,贵金属纳米材料,由于其独特的自由电子特性有着区别传统电介质材料的特性:当外来入射光照射,或者沿表面传播时,外界的电磁场将会影响内部自由电子的热运动,形成带阻尼的电磁谐振,反过来电子运动也会作用于外界电磁场,这种特殊的现象被称为表面等离激元。这种分布在金属纳米结构表面的等子离子激元,具有波长小,局部电场强的特性,可以将入射光局域在一个小尺寸从而极大地增强电场强度,为非线性光学提供了一个优秀的发挥平台。非线性光学是基于材料对于入射光在频谱上色散的一门学科:当一束光入射在一块材料上,随着光强增强引起了有别于线性方程的变化如:其他频率的光产生,原频率材料对于光的折射率变化等。如上所说,非线性光学,有别于传统光学需要相当强的入射光,而贵金属的表面等离激元正提供了这一个优秀的环境,所以基于表面等离激元的非线性光学应运而生。这里有别于传统非线性光学的长程累积和相位匹配的条件,表面等离激元非线性光学,侧重于在纳米尺寸以极强电场激发非线性光学效应,从而产生倍频、和频信号,或者是饱和吸收、自聚焦效应、光电调制等。本文主要讨论了基于表面等离激元的金纳米结构上的光学非线性,其中包括自聚焦效应和倍频、和频的产生。本文的第一章主要简述了目前关于金属纳米结构的表面等离激元光学非线性效应的研究进度和应用背景。并且着重介绍了关于金属纳米薄膜的自相位调制这一个三阶非线性效应,以及利用技术纳米结构表面等离激元增强倍频、和频信号这两个效应。本文的第二章主要介绍了关于研究金属纳米结构的表面等离激元光学非线性效应的理论基础和实验方法。分别介绍了:自相位调制效应和依据自相位调制效应来测量其相应非线性系数的z轴扫描(z-scan)实验方法;二倍频效应、和频效应的理论基础和测量方法。本文的第三章主要介绍了利用自主装金属纳米颗粒薄膜增强三阶非线性相对折射率系数。其中包括:金属纳米颗粒合成方法,自主装薄膜的制备,z-scan的实验测量结果以及分析是如何利用表面等离激元在其中增强金属纳米颗粒薄膜的非线性系数。本文的第四章主要介绍了利用金属-介质-金属,这种纳米结构,增强和频信号。在这里我们使用了两个偏振垂直的泵浦激光去激发纳米结构,从而获得了相对于纳米薄膜增强的和频信号和倍频信号。并对此从二阶非线性效应的界面效应中做出了简要解释。本文的第五章主要是对这篇论文工作的一个总结和对未来的可能继续开展的研究做出一个展望。