非线性光学(Nonlinearoptics，NLO)作为非线性物理学和现代光学的重要分支，是光子技术的基础理论之一。非线性光学的研究对象是激光等强光电场与物质相互作用时所产生的各种非线性效应，对光子信息的产生、传输和存储具有重要的理论价值。有机非线性光学材料因为其非线性光学效应大，响应速度快，价格便宜，海量的候选材料和分子设计的灵活性等特点，在非线性光学的诸多应用领域具有独特优势和重要的应用价值。例如，目前的研究热点利用非线性光学效应研制太赫兹波光源和高质量的电光器件等领域均属于非线性光学的研究领域。然而制备具有高热稳定性和高非线性光学性能的有机非线性光学器件，仍然是材料研究领域的一个难点。上世纪的80年代末到90年代初，随着有机盐类化合物的非线性光学性质和晶体生长的研究深入展开，有机盐类特别是苯乙烯基吡啶盐(stilbazolium)类化合物为有机非线性光学材料的研究提供了一个新的解决方案。一方面，离子性的阳离子生色团，有可能通过分子设计提供较大的非线性光学响应；另一方面，通过引入不同的反离子，有可能调控宏观材料的晶体结构。从这两个方面入手，极有可能制备出高性能的有机非线性光学材料。　　 本论文的研究工作的主要目的是在传统的stilbazolium类化合物的结构基础上，通过设计合成以咔唑分子结构为核心的单/双乙烯基吡啶盐，形成一维/二维分子内电荷转移体系(1DICT/2DICT)，研究它们线性光学和二次非线性光学性质；通过离子交换方法，引入不同的反离子，探讨反离子对晶体结构的影响；同时考察这类有机盐作为新的双光子引发剂其双光子吸收性质和应用于双光子微加工的实际效果。　　 本论文由七章组成，各章具体内容如下：　　 第一章对非线性光学和非线性光学材料的研究背景进行了综述。包括介绍非线性光学和非线性光学材料研究的发展过程，有机非线性光学材料的种类和理论模型，分别阐述了有机化合物作为二次非线性光学材料和双光子吸收材料的理论基础、分子设计原则和目前的研究现状，提出了本论文研究的意义和设计思想。　　 第二章介绍本论文研究工作开展过程中用到的试剂仪器和性质评价方法。　　 第三章研究了1DICT/2DICT两个系列化合物的线性光学性质，包括紫外吸收光谱、荧光光谱、量子产率和激发态寿命的测试，同时运用量子化学理论计算的结果探讨了它们的分子轨道和激发态性质，为进一步评价和认识它们的非线性光学性质打下了基础。　　 第四章采用HRS方法测试并计算得到一种2DICT化合物的分子二次非线性光学系数，该数据为该类化合物的二次非线性光学特性评价提供了重要参数。　　 第五章采用离子交换方法引入多种阴离子，考察了所获得的有机盐的热稳定性和非线性光学活性，选择了有非线性光学活性的晶体材料进行晶体生长，培养单晶。通过对单晶结构的比较，分析了一些具有负电荷的反离子对晶体结构控制的影响因素，为今后的宏观晶体设计，提供了参考。　　 第六章评价了1DICT/2DICT两个系列化合物的双光子吸收特性，2DICT在800纳米处的双光子吸收截面可达1700GM以上，结合分子轨道计算结果和线吸收光谱，明确了2DICT体系中ICT的相互作用可以提高特定波长下的双光子吸收特性。同时，在应用2DICT分子作为引发剂所进行的双光子微加工研究中获得了微尺度三维立体光子晶体。　　 第七章：对本论文的研究工作和结果进行了总结。　　 第八章：详细列举了在本论文研究过程中所进行的化合物合成的实验工作及相关实验数据。