基于超快激光的相干反斯托克斯拉曼散射(Coherent Anti-Stocks Raman Scattering, CARS)显微成像技术，基于其非线性和相干性，能(基于振动共振) 实现高速可视化有机/无机材料的化学成分等信息，(基于电子共振)研究低维纳米光电材料的非线性光学特性。利用多功能CARS系统平台，结合激光光谱技术和纳米技术，系统开展了低维材料体系的超快非线性光学，特别是二阶、三阶非线性光学效应与物质结构关系的研究(研究对象包括1-D碳纳米管、2-D原子层半导体(石墨烯、氮化硼、二硫化钼、黑磷、三硫化钛)、3-D微纳聚合物结构等)。