三阶非线性光学材料被认为是实现全光开关以及相关全光网络器件的重要选材，而玻璃作为一种优秀的光学材料由于能够实现超快的三阶非线性而在近几年来受到了国内外研究人员的广泛的关注。本室陈飞飞博士等人首次采用新型的热化学还原法在高物化稳定性的块状铋酸盐玻璃中得到了金纳米椭球体。由于纳米颗粒的椭球结构，金的表面等离子谐振表征出横模（transverse mode）以及纵模（longitudinal mode）吸收峰，分别位于530和900纳米波长附近（如下图所示）。由于等离子谐振效应的出现，金-铋纳米复合材料在800纳米波长下的三阶非线性极化率高达4.88 × 10-10 esu，是基质玻璃的100倍。用光克尔闸实验测量了该复合材料的响应时间并且分析了其光学非线性的产生机理，研究发现：金纳米椭球在800纳米波长下的三阶非线性主要来源于金原子的带内跃迁，因此表征出了超快的响应时间（~ 300 fs）。此外，通过Z扫描实验，我们发现由于金纳米椭球体的析出，复合材料表征出极低的双光子吸收，因此非线性光学性能的品质因素很高，表现出在全光开关以及相关光子器件应用上的巨大潜在应用价值。该科研成果目前已经发表在Chemical Physics Letter,2011, 514(1-3), 79-82, DOI: 10.1016/j.cplett.2011.08.011）。

图（a）铋酸盐玻璃以及纳米金颗粒掺杂复合材料的吸收光谱；（b）单个纳米金椭球体的高分辨率透射电镜照片。