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ZnO纳米材料凭借其纳米线、纳米薄膜、纳米棒、纳米花等多种形貌的纳米结构，在制备纳米传感器件、光电器件和探测器件等方面具有很多实际应用价值。为了极大的拓展ZnO纳米材料的应用领域，可以通过掺杂不同元素来优化和控制其ZnO纳米材料的光学、电学、电磁学、催化等方面的性能。本文采用磁控溅射技术和化学气相沉积技术分别设计并制备了Cu掺杂ZnO(CZO)纳米薄膜材料和In掺杂ZnO(IZO)纳米线材料。利用X射线衍射(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)、能谱(EDS)、Z-扫描技术等一系列的表征手段和测试方法，分析所制备纳米结构材料的晶体结构、形貌、组分和非线性光学等特性。主要取得成果如下: (1)采用直流和射频共溅射的方法制备了CZO薄膜材料，XRD结果表明所有样品均为典型六角形纤锌矿结构，具有(002)方向择优生长取向。讨论了溅射功率和Ar∶O2比的变化，对其(002)衍射峰和能带的影响。结果表明随着溅射功率的增加，衍射峰先增强后降低，吸收边发生红移，带隙宽度减小。其中溅射功率为6W时，样品的(002)衍射峰强度最强;基于6W溅射功率不变，改变Ar∶O2比（1∶1，2∶1，3∶1和1∶0）条件下的CZO薄膜的带隙分别为3.30eV,3.38eV,3.29eV和3.27eV。原因在于当Cu+取代Zn2+使其吸收边红移，当Cu的掺杂量进一步增加，Cu2+取代Zn2+占主要部分。 (2)采用化学气相沉积技术制备的IZO纳米线，呈现为六角纤锌矿结构，样品的晶格常数为a=0.3258nm和c=0.5275nm。通过TEM的表面形貌分析确定所制备的IZO纳米线为三棱型纳米线结构(TENWs)，且单根纳米线直径为56nm。吸收光谱表明，IZO纳米线吸收峰边缘位于紫外光区370nm处，且与纯ZnO相比IZO纳米线的可见光发射带强度下降，峰位发生红移。 (3)采用Z-扫描技术对CZO薄膜和IZO纳米线进行非线性吸收特性研究。在波长为532nm的纳秒脉冲激光下，结果表明CZO纳米薄膜的非线性吸收系数随着溅射功率的增大而先增加后减小。其非线性吸收机制为价带的双光子吸收机制。在波长为532nm和1064nm的皮秒脉冲激光下，对IZO纳米线的非线性吸收特性研究。结果表明波长为532nm时，其非线性吸收机制为价带的双光子吸收机制。在波长为1064nm时，其非线性吸收机制为导带和缺陷能级的三光子吸收机制。 本文获得了CZO和IZO纳米结构材料，研究其结构及非线性光学特性，为CZO和IZO纳米材料在光学开关、光限幅、太阳能电池和光学计算等应用提供了重要实验依据.