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绝缘晶体中的点缺陷代表了一种系列的光学材料，分别在基本光学过程的研究和光子学中有巨大的科学价值和应用价值。其中，碱卤晶体中的色心在功能材料领域占重要位置，可用于制备色心激光器和通道光波导、平面微腔、小型化的宽带发射器等集成光子学器件。
金属或半导体纳米粒子掺杂的玻璃具有高的三阶光学非线性系数、超快非线性光响应等特点，有望用作THz量级的全光开关。关于纳米粒子掺杂玻璃的制备已有大量的研究，但传统的熔融法、溶胶-凝胶、离子交换和离子注入等方法难以很好地控制材料内部纳米粒子的空间和尺寸分布。而材料内部粒子的可控排列和尺寸分布对实现光电集成器件至关重要。
飞秒激光的产生及其应用是近年激光物理与技术发展的新前沿。超强超短激光技术已经能够产生脉宽接近一个光学周期、聚焦功率密度达到甚至远超过相对论光强量级的激光脉冲，使激光场与物质的相互作用进入高度非线性、非微扰的领域，并进而导致一系列新现象、新效应。
由于和介质的非线性相互作用，超短脉冲激光在介质内诱导的所有变化都在激光焦点附近。因此飞秒激光在透明介质内部具有独特的三维微加工能力。
深入研究超短脉冲激光与物质的相互作用，不仅在发展三维微纳加工方面具有重要的意义，而且可以促进材料科学、等离子体物理、强场物理、非线性光学等基础学科的深入研究。
本文以1kHz和250kHz两种不同重复频率的飞秒激光为工具，以KCl晶体为研究对象，在聚焦条件下诱导了KCl晶体内部的色心，分析了其形成机理，探讨了其可能的应用领域。本文的工作以及所取得的主要创新性成果有如下几个方面:
1.利用1kHz低重复频率飞秒激光在KCl晶体内部诱导了一系列色心。吸收光谱分析表明，这些色心一共有5个吸收带，对应的峰值波长分别是:277nm、634nm、786nm、873nm和1050nm。这些吸收峰对应的色心依次是（从短波到长波）:V2心、R2心、N1心、N2心、M+心。
2.利用250kHz高重复频率飞秒激光在KCl晶体内部内部诱导了一系列色心。吸收光谱分析表明，这些色心一共有5个吸收带，对应的峰值波长分别是:263nm、630nm、802nm、920nm和1100nm。这些吸收峰对应的色心依次是（从短波到长波）:V2心、R2心、N1心、N2心、M+心。
3.分析了KCl晶体内部色心的形成机制及其随激光功率的变化机理。
此外，我们利用飞秒激光，在玻璃中制备金属或半导体纳米粒子，表征了含金属或半导体纳米粒子玻璃的性能。