作为研究界面的一种有效手段,二次谐波检测技术近年来引起了广泛的关注和研究。早在二十世纪六十年代,二次谐波效应首先在方解石探测实验中被发现。随着实验的深入研究,非线性光学的基本理论由布鲁姆伯格等人建立了起来。到了八十年代,界面光学效应的微观机理得到了进一步研究。后来界面二次谐波效应被用作界面单分子层的形成、界面分子吸附和排布的探测手段,利用这一手段,许多不同介质的界面上的物理化学反应得到了探测,例如电子转移、静电场性质以及染料分子吸附到脂质分子的动力学性质等等,界面吸附分子在时域和频域的振动性质也可以通过二次谐波得到研究。2000年以后,许多非线性晶体被引入到不同界面机制的研究中来,例如固固界面、液液界面以及气液界面,许多材料比如金属、半导体和非导体等都用来产生二次谐波。除了检测灵敏简便之外,二次谐波还具有界面选择性。在电偶极近似中,二次谐波在各向同性的介质中是禁阻的,然而在体相介质的表面,或者两种介质的交界面上,由于反转对称性被打破,因此可以产生二次谐波。界面的二次谐波研究可以提供许多界面分子的信息,比如分子二阶极化率,分子排布、对称以及取向等。随着计算机技术的广泛应用,分子模拟等一系列理论计算方法被广泛应用于物理、化学、生物学和材料科学等领域的研究,并且取得了许多显著的成果。按照时间和长度尺度两个参量,可以将分子模拟分为分子力学(Molecular Mechanics MM)、蒙特卡洛(Monte Carlo MC)、量子力学(Quantum Mechanics QM)、布朗动力学(Brownian Dynamics BD)、介观模拟(Mesoscale simulation MS)和分子动力学(Molecular Dynamics MD)等几类。目前分子动力学模拟是应用最为普遍的一种模拟方法,它是主要应用于原子和分子水平上进行多体问题求解的一个重要研究手段。分子动力学模拟用于表面活性剂水溶液的研究是通过建立气液界面模型,分析模型在达到自动平衡后的结果实现的。通过分子动力学模拟,可得到界面上溶液分子的吸附行为,包括界面上的分子密度、分子取向有序性、分子取向角以及分子链长等参数的变化,达到理论与实验相结合的目的。分子动力学模拟用来研究溶液所用的模型大多采用Sandwich模型,即模拟界面的实际结构。本论文主要分为三个部分：第一部分为SDBS溶液的分子动力学模拟,主要模拟了取向角函数以及尾链长度等参数。第二部分为几种溶液界面的二次谐波强度信号检测,以及应用检测到的数据进行的界面分子取向角的计算。第三部分为探索性实验研究,主要探测了液液界面的二次谐波信号,并进行了简单的分析。总结起来,通过本文所做的工作可以看到,通过对实验所用的罗丹明B、SDBS和SDS等溶液进行检测,获得了这些溶液的二次谐波信号强度,并对罗丹明B溶液的界面分子取向角进行了计算,探索了利用二次谐波探测计算界面分子取向角的方法,证明了不同浓度表面活性剂溶液的二次谐波信号强度在临界胶束浓度(CMC)值附近变化的非线性。分子模拟的结果表明,分子的取向有序性随着溶液浓度的增加而增加,当溶液浓度达到CMC值处出现信号强度的跳变,继续增大浓度信号最终趋于稳定。另一方面,分子尾链长度的分子动力学模拟结果也显示出类似的变化性质。这些分子动力学模拟的结果与实验测得的二次谐波信号变化规律体现出了一致性。应用分子动力学模拟和二次谐波检测相结合的实验技术必定可以在表面活性剂溶液界面分子形态检测方面有很好的应用。