有机材料的光学非线性已经成为目前非线性光学研究领域的热点之一,并且在很多方面得到了应用。有机材料的结构可塑性更是为材料的改造和选取提供了更为有利的条件。为了能够提高有机材料的光学非线性性质,化学和物理方面的研究者都在寻找更好的结构来满足应用的需求,如光限制、光开关等。目前对于有机材料非线性吸收及其光限制效应的研究大多集中于单一波长或有限的几个波长,而在一定光频范围内的多波长测量的报道还比较少,尤其是对于激发态非线性吸收。但是,为了更为全面的了解材料的非线性吸收特性,寻找具有更大非线性吸收的材料并加以应用,在一个较宽的光频范围内对有机材料非线性吸收特性的研究是非常必要的。 本论文首先介绍了材料的基本吸收理论,详尽的分析了非线性吸收的机理。我们采用Z扫描方法,选用了二硫化碳(CS2)、富勒烯(C60)和几类卟啉衍生物作为研究主体,在较宽的光频范围内从不同的角度分析了有机材料结构变化导致的非线性吸收的改变。论文的主要内容包括： 第一章主要介绍了非线性光学和有机材料的研究背景和发展状况,简单的介绍了三阶光学非线性的光频特性研究,对论文中所研究的材料CS2、C60和卟啉类衍生物以及当前这些材料的非线性研究进展作了详细的介绍。 第二章我们从基础的光吸收入手,引入到有机材料非线性吸收的几种类型及其应用,通过分析有机分子的跃迁理论来解释了饱和吸收和反饱和吸收的跃迁机制。在本章的最后,我们介绍了几种非线性吸收的测量方法第三章中我们重点介绍了非线性介质中的光束传播和Z扫描方法。对光束传播过程中不同样品厚度(薄介质和厚介质)的情况加以了介绍。在本章的后半部分,我们对Z扫描方法进行了全面的介绍,并给出了我们实验中的实验装置、设备和结果分析的方法。 在第四章,我们在一定的波长段范围内研究了作为有机材料非线性吸收研究的标准材料CS2,并且和C60材料的非线性吸收性能在各个波长下进行了比较。通过对比,我们分析了在不同波长利用CS2作为研究参考物时应注意的事项,并且发现了CS2在短波长420-460nm范围内的非线性吸收强于C60。 在第五章中,针对不同结构的自由基卟啉衍生物进行了非线性吸收特性的研究。我们发现了一定的结构--非线性吸收性能之间的关系,通过附加不同位置的有机链以及同一位置不同链长的比较,给出了这些不同结构带来的反饱和吸收的变化。本章的后半部分,我们研究了核修饰卟啉结构对卟啉光学非线性的影响,从结构的对称性和不同配位体两个方面对比研究了几种卟啉衍生物的吸收特性。 第六章我们对三种金属Zn、Cu、Ni作为核配位的金属卟啉做了非线性吸收光频特性的研究,对比了不同金属配位给卟啉的非线性吸收性质带来的变化,同时也在结构改变的基础上,给出了金属卟啉和自由基卟啉的结果对比,发现了他们之间的一些变化规律,给出了所研究结构中不同金属对材料光学非线性的影响结果。 第七章是总结和展望,精炼的总结了本论文的内容,提出了本论文的创新点及意义,并且提出了今后需要进行的方向。