Fe-B体系,C-N体系超硬材料在力学性质方面具有潜在的应用价值。在过去几十年中,对于两种体系的在力学、磁学和电学方面的理论与实验研究不断跟进,但在光学性质方面的研究较少。因此我们利用第一性原理下的多体微扰理论和密度泛函理论方法分别对Fe-B体系和C-N体系的光学性质进行研究。利用GGA+PBE方法研究了tP10-FeB4、I41/acd-FeB4和oP12-FeB2三种结构的晶体结构、能带结构和态密度等电子结构特征。进一步运用GW+BSE方法研究分析了其光学性质。结构表明oP12-FeB2能隙小,在吸收系数上表现为在可见光区出现明显的吸收峰,可用作光学吸收材料;而t P10-FeB4和I41/acd-FeB4由于能隙较宽且在禁带两端轨道占据较少,吸收表现出在紫外吸收较强,而在可见光区吸收非常小。利用密度泛函理论的GGA+PBE方法对C-N体系的十一种结构进行了研究。具体分析了晶体结构参数,电子的跃迁机理,介电函数峰的成因和光学性质。通过光学性质我们对所有结构进行了比较。根据不同结构的光学特点,加之其本身的力学特性,我们对这类结构材料的潜在应用进行了初步的预测。在C-N体系中选取了I2d-CN2结构进行Ti的掺杂研究。通过不同替换方式和调节掺杂浓度,分析比较了Ti替换N和Ti替换C元素的结构参数,电子结构,光学性质和力学性质。由于外层电子数不同,Ti替换N产生自旋极化现象,使得光学性质发生明显变化。吸收系数表明,Ti替换N元素在可见光区吸收较强且在可见光区吸收明显强于Ti替换C元素。综合这些掺杂结构的力学和光学性质,我们确定了获得两种最佳性质的掺杂浓度。