自从石墨烯被发现,因为其优异的表现引起了越来越多科学家的关注,从而衍生出了许多类石墨烯结构的新型二维材料。一些二维纳米材料在物理学、化学领域具有优异的表现。本文所用的二维半导体纳米材料硫化铋（Bi2S3）就有非常好的物理学表现,对不同波长的光有很好的光学响应,可以应用于多种光电器件的设计,比如全光开关,全光信息传递装置,全光二极管,热电制冷器、电气开关等等。然而,对硫化铋的非线性效应报道非常少,在本文中,我们用三种不同波长的光探究了硫化铋的非线性效应,并在此基础上设计全光器件,取得的成果如下:（1）我们对硫化铋的微观形貌做了研究,拍了它的微观的形态照片。在光学克尔效应的基础上,我们用空间自相位调制（Spatial Self-phase Modulation,SSPM）技术测的了它的非线性折射率（9）2),并且研究了它的非线性效应与入射光强的关系。对于不同波长的入射光它的光学响应不同,所激发出衍射环的环数也不同。因为重力和热效应的影响,衍射环会出现塌缩,我们测量了塌缩的程度,用公式推导出塌缩效应与非线性折射率变化的关系,并且对于同一种波长的光,塌缩程度与入射光强有关,但不是线性关系。（2）在自相位调制的基础上,我们引入一束强光一束弱光交互相位调制来设计全光开关。在全光开关中,强光作为开关光来调制弱光的相位,实现对弱光的控制,当控制光打开时,信号光有非线性效应;当控制光关闭时,信号光没有非线性效应。这样,我们通过对开关光的控制就实现了全光开关的功能。因为全光开关的调制特性,我们在此基础上设计了全光信息传递装置,通过控制开关光的输入来控制信号光的输出。我们把有非线性相应的记为“1”,没有的记为“0”,这样我们就可以通过控制开关光就实现了0和1的信息输出,然后将具体信息翻译成数字信息就可以实现信息的传递了。（3）硫化铋是一种窄带的可饱和吸收材料,对光谱响应范围较宽,在我们实验室可见光下只要光强足够就可以激发出它的非线性效应,出现衍射环。我们利用与硫化铋特性相反的材料硫化硒（Sn S2）和硫化铋组合,设计了全光二极管器件。硫化硒是一种宽带的反饱和吸收材料,它与硫化铋组合成异质结就可以设计成全光二极管,实现单向光通路。