四氢化卟啉和补骨脂素具有独特的光物理、光化学、光生物特性,在各领域都有广泛的应用。尤其,四氢化卟啉在生命体中扮演着重要的角色,另外补骨脂素还是光生物活性化合物一类的成员,因此对它们的研究具有十分重要的意义。本文基于密度泛函和含时密度泛函理论,对四氢化卟啉和补骨脂素的基态及第一激发态进行了结构优化、频率计算。在此基础上,我们对它们的低能激发态(S_1,S_2,S₃)的垂直跃迁能、振子强度、跃迁偶极矩等力常数进行了计算。本文采用Franck-Condon近似以及考虑Herzberg–Teller效应模拟了四氢化卟啉Q谱带的精细结构光谱,采用Franck-Condon近似模拟了补骨脂素的S₀?S₁跃迁过程中的电子吸收和荧光谱。对于四氢化卟啉,我们重点考虑了Herzberg–Teller效应和Duschinsky效应对光谱模拟的影响。对于补骨脂素,我们重点考虑了溶剂效应对光谱模拟的影响。1.四氢化卟啉（cis-H₂iBC）激发态及精细结构光谱的理论研究（1）应用量子化学计算软件程序包Gaussian09,凭借B3LYP、PBE0和BHandHLYP理论方法,雇用6-311G（d,p）基组对四氢化卟啉分子的基态以及第一激发态进行结构优化和频率分析。同时,我们计算了四氢化卟啉的低能激发态(S_1,S_2,S₃)的垂直跃迁能、振子强度以及跃迁偶极矩等力常数,为后面的光谱模拟获得了结构参数和光谱常数。（2）我们对四氢化卟啉分子的振动分辨吸收谱和荧光谱的振动谱线的结构和强度进行了理论研究。采用的是谐振子模型并且考虑了Duschinsky效应和Herzberg–Teller效应,计算了电子跃迁过程中多振动模的Franck-Condon重叠积分,结合量子化学计算结果,凭借计算的Franck-Condon因子,理论上得到了四氢化卟啉S₀?S₁跃迁过程的振动分辨吸收谱和荧光谱的振动谱线强度。（3）我们对实验上获得的四氢化卟啉的吸收谱和荧光谱进行了光谱模拟。在同时考虑Duschinsky效应和Herzberg–Teller效应的情况下,我们模拟的吸收谱和荧光谱与实验谱极好的吻合,不仅指认了大部分实验上的峰,而且对实验上的没有表征的峰也进行了指认。此外,独立的Herzberg–Teller效应和Duschinsky效应被分开来研究,分别阐述它们对改变不同的简正模的振动强度的影响。2.补骨脂素（Psoralen）激发态及精细结构光谱的理论研究（1）基于密度泛函理论和含时密度泛函理论,我们分别采用DFT和TDDFT理论对补骨脂素分子的基态和第一激发态的平衡结构进行结构优化和频率计算,并对补骨脂素的低能激发态(S_1,S_2,S₃)的垂直跃迁能、振子强度以及跃迁偶极矩等力常数进行了计算,整个计算在6-31+g（d,p）基组水平下完成。同时,我们对补骨脂素分子电子吸收和荧光谱的振动谱线结构和强度进行了理论研究。利用谐振子模型,结合量化结果,凭借计算的Franck-Condon因子,理论上模拟了补骨脂素S₀?S₁跃迁过程的吸收和荧光谱的振动谱线的强度。（2）本文考虑了溶剂效应对模拟补骨脂素的振动分辨吸收谱和荧光谱的影响,采用极化连续介质模型（PCM）方法模拟溶剂效应。在气相中以及乙醇和环己烷这两种极性溶剂中,我们模拟了补骨脂素的吸收谱和荧光谱。在气相中模拟的吸收谱和荧光谱与实验谱极好的吻合,并且对实验上的大部分的峰进行了指认。在乙醇这种极性较强的溶剂中模拟的吸收谱和荧光谱的光谱强度明显要比在环己烷这种极性较弱的溶剂中的光谱强度要强很多。