随着通信技术中对通信容量和高速数据处理需求的不断增长,传统的电子有线通信已经被光纤通信所取代。目前,在信号传输方面光纤通信已成功实现全光化。但是,光信号与电信号的转换还是要靠电子学的方法,这大大地限制了光通信速率。全光调制有望突破“电子瓶颈”,成为当前信息技术中的热门领域。三阶非线性光学材料是全光调制的必备介质,其性能很大程度上决定着全光调制的交换速率、能耗等。理论研究表明,二维金属有机框架（Metal-organic Frameworks,MOFs）材料具有优异的光电特性,是一种很有潜力的可用于全光开关的材料。然而目前关于二维MOFs材料非线性光学特性的研究还相对较少,没有直接的实验证明。因此,本论文针对二维MOFs材料的非线性光学特性的直接测量做了以下工作:（1）测量材料非线性光学特性时,为了使材料能够达到更好的分散性和均匀性,通常需要将材料分散于有机溶剂。然而有机溶剂本身具有一定的非线性光学效应,会影响对材料的测试结果。因此,本文首先采用空间交叉相位调制（Spatial Cross-phase Modulation,SXPM）技术研究了常用的有机溶剂的非线性光学特性。结果表明,具有-OH和-COOH官能团的有机溶剂（醇类、甲酸和乙酸）在近红外波段具有明显的热致非线性效应。研究还发现,在醛酮类样品中加入水或者硝酸,由于亲核加成反应产生了带有-OH和-COOH的产物,也会产生明显的非线性效应。以丙酮为例,通过监控空间交叉相位调制下产生的衍射图随时间的变化,对丙酮亲核加成反应实现了实时可视化观测。该研究对测量材料非线性光学效应时选择适合的有机溶剂具有指导意义。（2）选择在近红外波段没有明显非线性光学效应的二氯甲烷为溶剂,使用空间自相位调制（Spatial Self-phase Modulation,SSPM）和SXPM两种方法对两种典型的二维 MOF 材料:Cu-MOF 和 Zn-MOF（1,4-苯二甲酸铜/锌,CuBDC 和 ZnBDC）的非线性光学性质进行了测量。研究发现,二维Cu-MOF表现出了很大的非线性光学系数（n2=5.20× 10-11 m2/W,χ（3）=8.24×10-11（e.s.u.））。相反,在相同的条件下,二维Zn-MOF并没有表现出明显的非线性光学效应。主要原因是二维Cu-MOF相比二维Zn-MOF具有价电子数多变和空的3d原子轨道,可通过d-π相互作用形成更大的共轭体系,大大地增强了二维Cu-MOF材料的非线性光学特性。进一步,采用空间交叉相位调制对二维Cu-MOF进行了全光调制性能检测,结果表明,使用二维Cu-MOF材料能够成功实现通过泵浦光对探测光的开关控制。这项工作从实验上证明了二维MOFs材料在全光调制中的可行性,同时也为将来合理设计具有高非线性光学系数的二维MOFs材料提供了参考。本研究采用空间相位调制的方法对二维MOFs材料的非线性光学特性进行了直接的测量和研究,为二维MOFs材料应用于全光开关提供了直接的实验依据。这对于挖掘二维MOFs材料在应用潜力以及对二维MOFs材料应用于未来光学、光子电路和光通信方面的发展具有重大的意义。