任何技术的进步都与相应领域材料的发展密切相关。二阶非线性光学材料在高速光通讯、光信息处理和光电子学等实用领域中的应用前景受到越来越广泛的重视。作为光电调制波导器件的基础,二阶非线性光学材料的研究正成为科学家们关注的热点。在光电领域中,设计具有大的分子非线性性质的有机分子仍然面临着巨大的挑战。除了高的分子非线性光学响应外,在许多光学应用方面,还要求材料要有很好的热稳定性和在光通讯波长区域内具有很好的透明性。通常,设计新的非线性材料时主要考虑的参数是生色团分子固有的非线性效率。影响非线性效率的主要因素是生色团分子之间的静电相互作用。这种相互作用不但与生色团分子的给电子基团、供电子基团、π电子共轭桥有关,还与生色团分子的形状有很大关系。实验和理论研究证明球形生色团分子在非线性材料中起到了非常重要的作用,球形生色团对于非线性材料来说可能是理想的形状。这是在聚合物体系中减少偶极-偶极相互作用和改进极化效率的有效方法。本论文正是基于这一思路,主要包括以下几部分研究工作：第二章设计合成了一系列的含氟和不含氟的二维纺锤形生色团分子,并把这些二维纺锤形生色团分子应用于主客体掺杂体系中来制备二阶非线性光学薄膜；第三章设计合成了一系列含有二维纺锤形生色团分子的聚氨酯,并制备出了PU/Poly(MMA-co-GMA)掺杂型非线性光学交联膜；第四章的工作是利用二维纺锤形生色团分子制备出了可紫外光固化交联的非线性光学薄膜和通过溶胶-凝胶法制备出了有机／无机光学杂化薄膜。