有机光色材料的研究是光子学领域的关键课题之一，其光学性质、产生的机理以及在各个领域的应用已经引起了人们极大的关注和研究兴趣。本论文主要研究偶氮类有机光色材料甲基红的光学性质，对其在光子学领域的应用提出了具有参考价值的建议。本论文完成的主要工作有： 介绍了偶氮光学材料的研究现状、偶氮分子的能级结构和光致异构。用旋涂的方法制备出以PMMA为基质的甲基红薄膜样品。测量了甲基红样品的反射光谱和在不同状态下的吸收光谱，利用Kramers-Kronig关系对其折射率和两种状态下折射率的变化进行了模拟计算，给出了折射率和折射率变化的波长分布函数曲线。 对Z-扫描技术原理及其发展进行了阐述，利用Z-扫描技术测得甲基红样品在532nm处的非线性折射率变化为-0.15×10-6m2/W。对光限幅技术原理及其发展应用进行了简单的介绍，对甲基红样品的光限幅性质的进行了实验研究，得出了其光限幅性质的图像及曲线。 对偶氮分子的光致双折射性质进行了分析，测量了不同浓度和厚度甲基红样品的光致双折射特性，讨论了这两个参数对光致双折射性质的影响。基于光致双折射性质，对偶氮样品光开关的性质进行了讨论，并对光开关的分类及应用进行了介绍。实验演示了利用甲基红掺杂PMMA的样品制成的全光开关器件，其响应时间可以达到毫秒量级，而且也可以得到较大的调制深度。