随着科学技术的飞速发展,具有较强光学非线性和超快响应时间的材料将作为未来的电子光学仪器研发的主导材料,这引起了科学家们的极大关注。因此,测量材料光学非线性的大小和响应时间尤为重要。CS2是人们熟知的光克尔介质,因其具有极大的非线性折射率常作为测量非线性折射率大小的标准样品。　　 本文以CS2为研究对象,通过Z扫描技术、光克尔技术和泵浦探测技术研究其在飞秒时域的光学非线性特性,即:　　 采用单光束飞秒脉冲Z扫描技术研究CS2在800 nm波长下的非线性吸收和非线性折射特性,发现随着光强的增加,闭孔Z扫描透过率曲线的峰谷结构发生了较大的变化,并且峰谷中心发生了轴向移位。分析CS2的非线性特性随光强的变化规律,从理论上解释了非线性吸收和高阶非线性效应对闭孔Z扫描透过率曲线的影响,并得到影响z扫描透过率变化的相应参数；利用飞秒光克尔技术研究CS2非线性效应的响应机制,发现CS2的光克尔信号来源于分子间过程和电子过程的贡献,并得到了相应的参数。最后以CS2作为标准样品得到二氯甲烷的三阶极化率。　　 采用飞秒激光泵浦探测技术研究CS2在400 nm波长下的动力学过程,用三能级模型解释了该波长下CS2较大的非线性吸收效应源自于双光子吸收及其诱导的激发态吸收。用单光束飞秒开孔Z-scan技术验证了这一结论,并得到了400 nm波长作用下CS2的非线性吸收系数和激发态弛豫寿命。