自从1960年第一台激光器发明以来,非线性光学迅速发展为一门新兴的学科,是近代光学前沿最为活跃的领域之一,也已经在很多的科学领域得到了广泛的开发和应用。随着理论和实践研究的不断深入,人们对于各种非线性光学现象的本质有了一定的认识。而具有一定功能的非线性光学材料成为人们研究的目标。1964年人们首次发现有机化合物的非线性效应,从而为非线性光学材料开辟了一个新的研究领域。具有较大三光子吸收截面的非线性材料在诸如荧光成像、上转换荧光激射、三维光存储、光限幅及光动力疗法等领域的应用潜力引起了人们的极大关注。研发具有较大三光子吸收系数和三光子吸收截面并有相当稳定性能的有机材料成为当前研究的关键。本论文选择刚性和平面性都较好的含芴及咔唑基团作为共轭桥进行分子设计,合成了一种新型的芴类衍生物和一种咔唑衍生物,系统地研究了它们的线性吸收、荧光、光限幅等光物理性质,并研究了溶剂、温度、浓度等各方面对材料光物理性质的影响。本论文主要从以下五个方面进行了研究:1.分别利用Heck反应、甲酰化反应合成了一种芴类衍生物和一种咔唑衍生物。利用红外、质谱、核磁等对合成产物进行结构表征、分析。结果表明,产物结构与目标化合物结构一致。2.利用荧光光谱法测试了两种化合物的荧光发射情况,结果显示两种化合物在350~550nm之间的蓝光波段具有较强的荧光发射。3.测试了溶剂效应对两种化合物的荧光光谱和紫外吸收光谱的影响。测试并分析了物质浓度和环境温度对荧光光谱的形状和强度产生的影响。对于咔唑衍生物,我们还测试了阴离子表面活性剂对荧光光谱的影响,发现当阴离子表面活性剂的浓度达到其胶束浓度时,化合物的荧光强度达到无表面活性剂时的40多倍。4.利用Gaussian 03软件对芴类衍生物进行了结构优化,计算了化合物的激发态及分子前沿轨道中的最高分子占有轨道和最低未占有分子轨道,在理论上解释了化合物的电子跃迁及分子内电荷转移。5.在1064nm的皮秒激光器作用下,测试了化合物的光限幅效应。从理论上论述了此光限幅效应是由物质同时吸收三个光子发生跃迁引起的。利用公式进行拟合,得出了芴类衍生物和咔唑衍生物的三光子吸收系数和三光子吸收截面。