双光子吸收材料可用于双光子荧光显微成像、三维光信息存储、光学微加工以及光动力学治疗和激光上转换材料等方面,是非线性光学领域研究的热点。本论文在大量调查文献的基础上,采用理论与实践相结合的思路和方法,根据强双光子吸收的结构特点,设计和合成一系列新型的吡啶类衍生物,通过实验和理论计算研究他们的光学性质。 本文分四章: 第一章,综述了双光子吸收材料和量子化学的研究状况,总结了具有强双光子吸收材料的结构特点,探索结构与性能的关系。阐明理论计算对实验工作的指导作用。 第二章,吡啶类衍生物的合成和表征,共合成了25种化合物,其中目标产物15种。对产物进行了红外、质谱、元素分析、核磁共振谱、X射线衍射等表征。得到一种化合物的单晶。 第三章,系统研究了这一系列化合物的光学性质,研究了他们的电子吸收光谱,单光子荧光以及溶剂效应。并用Z-扫描测定双光子吸收截面。 第四章,用量子化学方法研究了他们的光学性质,实验值与理论计算值有着良好的一致性,实验结果能很好地证实理论计算结果的可靠性。从而证明我们采用的研究方法的准确性。 总之,本文的工作为进行强双光子吸收材料的分子设计提供了有益的探索。