光功能材料对现代信息化产业的发展起着重要的支撑作用,是目前材料领域的研究热点之一。作为一类重要的光功能材料,具有独特性质的双光子材料在很多领域有非常广泛的应用前景,引起了人们极大的兴趣。本论文在全面调研国内外双光子材料的研究历史和现状的基础上,设计、合成了多种新型含N、O、S杂原子有机配体及金属配合物双光子材料。从理论和实验上研究了合成材料的单、双光子光学性质,并进行了此类双光子材料的应用探索,得到了一系列有价值的结果。主要研究内容如下:　　1. D-π-A型和D-A型2,2′:6′,2?-三吡啶衍生物的合成、结构及光物理性质　　运用绿色合成方法(水相Aldol缩合和Michael加成反应),合成了刚性缺电子的2,2′:6′,2?-三吡啶,以其作为电子受体单元,采用无溶剂Wittig反应,简洁高效地得到了七种新型的不对称偶极2,2′:6′,2?-三吡啶衍生物(D-π-A和D-A型,D=Donor，A=acceptor),利用现代谱学手段对化合物进行了结构表征,解析了其中六种化合物的单晶结构。并在ADF2006.01程序中利用密度泛函量化计算对代表性化合物进行了电子结构和电荷转移模型的研究,发现从HOMO到LUMO的跃迁,是典型的从电子给体向受体的单向偶极型电荷转移过程。系统地研究了化合物的单、双光子光学性质,并进行了双光子光聚合、光存储及电致发光等应用探索。理论与实验相结合,讨论了结构与性能的相关性。　　2.2,2′:6′,2?-三吡啶衍生物的Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)配合物的合成、结构及光物理性质　　以2,2′:6′,2?-三吡啶衍生物为有机配体,与过渡金属Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)离子进行自组装,获得了十四种新型配合物,解析了其中五种配合物的晶体结构。单、双光子性质的研究发现,金属离子的引入不论是对稀溶液的单光子荧光和还是对浓溶液的双光子荧光均有不同程度的淬灭作用。实验结果表明金属离子对不同结构的有机配体的双光子吸收特性均有影响,用2F2S理论进行了合理的解释,用金属离子调节分子的双光子吸收截面,金属离子诱导所引起的电子给体与电子受体之间相互作用是重要的影响因素。