随着光学信息处理技术的快速发展，寻找与合成具有优异性能的有机光学材料成为全世界研究的热点。在众多材料中，作为存储材料的偶氮化合物因其优良的光学特性以及热稳定性、大存储容量和可重复使用的特性而拥有广阔的前景。本文主要涉及以下几项内容： 介绍了偶氮材料非线性光学性质的成因，从其能级出发，解释了偶氮光致顺反异构特性。并介绍了一种有效测量材料非线性参数的Z-scan方法。在此基础上，分别使用632.8nmHe-Ne激光、533nm固体绿光激光和441.6nmHe-Cd激光对自行制备的偶氮材料乙基红乙醇溶液进行了Z-scan测量，得到其非线性折射和非线性吸收的有关数据。并对不同厚度和浓度的乙基红乙醇溶液进行了Z-scan和光限幅测量，结果显示，在厚介质中，Z-scan结果偏离了一般性，这为Z-scan理论研究提供了新的课题。在光限幅测量中，厚介质显示了其优异的特性，但样品厚度增加所造成的线性透过率下降对光学系统的影响较大。同样，材料的搀杂浓度也不是越高越好，超过一定范围，材料分子的交叠遮挡作用就会明显影响其宏观非线性性能。同时造成材料线性透过率下降。 我们研究了偶氮光色材料乙基红的溶剂化效应。测量了同一浓度，不同溶剂乙基红溶液的吸收光谱，并进行了Z-scan和光限幅实验。结果显示，溶剂对吸收谱及非线性光学性质均有较大影响。随材料的极性增加，吸收谱蓝移，这样可以通过选择不同溶剂，改变非线性材料的应用窗口。Z-scan结果显示，在离共振情况下(632.8nm)，溶液的折射率变化主要由热致折射率改变引起。而吸收峰处(441.6nm)和吸收带边缘(533nm)存在着非线性吸收。通过适当选择溶剂如乙醇等，可以获得较大的非线性吸收系数。我们研究了制备偶氮染料聚合物薄膜的方法，通过对制备工艺的改进，可以制备出厚度为几微米到几百微米范围内可控，光学性能良好的偶氮染料聚合物薄膜，并初步解决了由于溶剂挥发过快所造成的PMMA膜表面不平问题，使PMMA膜同PVA膜一样具有平整的表面，使得后续实验成为可能。 在对偶氮化合物结构讨论基础上，我们初步探索了刚果红、甲基红和甲基橙薄膜和溶液的应用。在光致双折射和光存储实验中得到了甲基红的响应时间最快，但光致双折射效应最弱，甲基橙次快，光致双折射中等，刚果红响应最慢而光致双折射效应最强的这些实验结果。该结果显示：我们所研究的偶氮材料具有不同响应时间和不同的应用。分别可用于光开关，实时光存储和永久光存储。我们对三种染料的溶液进行了光限幅测量，结果显示，光限幅结果明显受到其照射激光波长的影响。