2004年石墨烯的发现提供了一个全新的看待碳材料的角度:0-维的巴基球、1-维的碳纳米管、3-维的石墨均可以被视为2-维的石墨烯的衍生体。石墨烯具有优良的光学特性，这是它引人注目的原因之一。前期的理论和实验集中在透过率（包括受电极调控的透过率）和瑞利散射等线性光学特性的研究。稍后的拉曼散射等非线性光学特性的研究已接近成熟。但所有这些都是非纯相干的光散射过程。目前，包括我们的工作在内的国际研究趋势是越来越关注石墨烯的纯相干的非线性光学特性。我们观测到的空间自相位调制是一个典型的例子，除了基础研究的意义（例如它提供了一种全新的测量石墨烯材料x(3)的方法），它还展示给人们石墨烯在非线性光学和光电子学方面的广阔的潜在应用。　　 我们实验研究了两种石墨烯相关材料:石墨纳米晶悬浮液和基于聚乙烯醇衬底上的石墨固态薄膜，成功地在两种材料中分别观测到了纯相干的非线性光学特性—空间自相位调制。实验观测到典型的空间自相位调制特有的干涉环，外边的环最亮，内部的环最弱，环的半径和个数都随激光功率的增加而线性增加。据此我们经过计算得出样品的非线性折射率n2，并且计算出3-阶非线性光学系数x(3)。我们的工作表明石墨纳米晶的x(3)比石墨烯的x(3)略小，相差不超过1个数量级。它们都比C60和碳纳米管的相应的系数高出好几个数量级。实验还进行了变波长情况下的研究。就应用前景而言，石墨/聚乙烯醇材料更有利于集成化，实验表明由于材料不是石墨单晶薄膜，存在晶畴，导致热效应加剧，出现烧蚀现象，样品的质量有待进一步提高。我们进行了X射线衍射和拉曼散射等对石墨纳米晶样品进行了晶体结构表征，以区分来自石墨烯片的贡献。　　 我们工作的完成，标志着几乎所有已知的碳族材料（金刚石除外）的空间自相位调制现象已被研究清楚了，从而形成完善的体系化的结果。我们的工作对于认识和测量石墨烯相关材料的巨大的3阶非线性光学系数有明显贡献，对于开拓石墨烯材料在非线性光学方面的应用有促进作用。