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光镊技术由于其无接触、无损伤等优良特点在诸如生物科学、纳米科学、物理科学等领域发挥重要作用，并且在过去的30多年间不断地进步与拓展。20年前，科学家首次使用光镊捕获了金纳米颗粒，有关金纳米颗粒等离子体共振、局域电场增强、表面增强拉曼光谱等特殊性质的研究也随之展开，成果涌现不断，光镊操纵金纳米颗粒更是作为实验手段为很多科学问题提供了解决方法。 有关飞秒光镊捕获金纳米颗粒及产生的光阱劈裂现象在2010年被首次报道，飞秒光镊在捕获金颗粒时，由于非线性效应，光阱由原来的一个劈裂成两个。本论文所研究的主要内容是探索不同偏振状态下的飞秒激光捕获金纳米颗粒的三维分布。通过搭建光纤照明、正面和侧面成像的飞秒光镊系统，使捕获状态下的金纳米颗粒的三维分布能够更好的呈现出来。本文主要研究了线偏振和圆偏振飞秒激光捕获金纳米颗粒的三维分布特性。 线偏光捕获方面:首先对飞秒激光和连续激光的捕获现象进行比较，与连续光的单点捕获不同，飞秒激光捕获由于非线性会产生光阱劈裂，出现多点捕获的情况，而且光阱劈裂的方向与线偏振的方向一致;其次，在飞秒光镊装置中引入侧面成像，通过正面和侧面成像获取光阱劈裂的三维空间分布，成功地观察到了金颗粒在两个劈裂光阱之间跳跃的空间轨迹以及三维空间中光阱的四点劈裂现象;再者，测量了不同飞秒激光功率下的光阱刚度和劈裂点间距变化，进一步了解了飞秒捕获与劈裂的特性;最后研究了光学像差对劈裂捕获的影响和如何抵消这样的像差以消除影响。 圆偏振捕获方面:首先对飞秒激光和连续激光的捕获现象进行比较，由于非线性效应，圆偏振飞秒光阱呈现圆环形，并出现在圆环上的多颗粒捕获情况，被捕获颗粒具有轨道角动量;其次，测量研究了圆偏转速和圆偏轨道间距与飞秒激光功率之间的关系;最后，在实验中由侧面成像发现了轨道旋转的颗粒在z轴上也有运动，并且发现了除旋转轨道之外的捕获点。 本文中在探索飞秒光镊捕获金纳米颗粒的现象上有所欠缺，希望在未来的研究过程中对实验现象和理论研究都能更进一步。