非线性光学材料的研究是光子学成为现实的关键。有机三阶非线性光学材料结构与性能的研究是该类功能材料的前沿研究之一。 论文在文献检索阅译的基础上，论述了非线性光学效应及产生的原理。根据分子结构特征评述了醌构、偶氮结构等七类有机三阶非线性光学材料的研究与进展，分析了材料的分子结构与性能的关系。分析了材料的性能参数和测试方法。根据分子设计原理，设计合成了三大系列10个有机色素类三阶非线性光学材料，其中苯并噻蒽系列材料以醌构稠杂环为主体结构，双偶氮蒽醌系列材料以醌构双偶氮为主体结构，噻二唑偶氮系列材料以杂环偶氮为主体结构。 以2，3-二氯-1，4-萘醌为原料，经巯基化，再分别与2，3-二氯-1，4-萘醌和四氯苯醌进行关环反应合成了二苯并[b，i]噻蒽-5，7，12，14-四酮和二苯并[1，2-e；4，5-e’]二噻蒽-[2，3-b；2，3-b’]苯-5，7，9，14，16，18-六酮。由二苯并噻蒽-5，7，12，14-四酮氧化合成了二萘并[b，i]噻吩-5，7，12，13-四酮。反应总收率分别为25.7～50.9％。 以1，5-二氨基蒽醌为原料，经重氮化反应后，分别与苯胺、苯酚和邻甲酚偶合，合成了3个双偶氮蒽醌系列材料：双(4-氨基苯)-1，5-二偶氮蒽醌、双(4-羟基苯)-1，5-二偶氮蒽醌和双(3-甲基4-羟基苯)-1，5-二偶氮蒽醌。其中双(3-甲基4-羟基苯)-1，5-二偶氮蒽醌为未见报道的新材料。反应总收率分别为48.0～60.5％。