金纳米棒的化学性质很稳定,在应用中往往会涉及到光学非线性效应,典型的如二次谐波,因其对介质具有高灵敏度和良好的分辨率常被应用于生物体内光学成像研究。对于表皮组织成像,二次谐波转换效率达到1%即可满足要求,但对于深度组织成像,为满足更高精度的轴向分辨率便需要提高二次谐波的转换效率,且激发光的波长需要位于生物透明窗的近红外波段。利用局域场增强提高非线性转换效率是一种有效的方法,为实现局域场增强,常见方法如利用材料的复合及表面修饰等,但复杂的结构会对生物体产生更强的副作用,不同于其他方法,金纳米棒可以通过自身组装实现局域场增强提高二次谐波转换效率,因此本文利用近红外光激发金纳米棒在胶体环境下产生局域场增强,使二次谐波转换效率提高至3.5%。本论文理论模拟了金纳米棒单体及组装在特定激发条件下的场能级分布,研究了金纳米棒的制备及组装,并通过实验验证局域场增强条件下的光学二次谐波转换效率的提高。实验中采用种子生长法制备出吸收峰位于近红外波段的金纳米棒,并实现了端对端的组装;同时利用飞秒激光作用金纳米棒,研究二次谐波特性,着重研究了入射光功率对单体及组装体产生二次谐波信号强度的影响,在不使材料分解的前提下,随着入射光功率的增加,二次谐波信号强度也逐渐增强;此外,根据胶体环境下的光克尔效应,对金纳米棒产生二次谐波的偏振特性进行研究,实验中通过改变激发光偏振角度研究二次谐波的转换效率的变化;通过研究为金纳米棒二次谐波的应用提供了依据。