基于碳纳米材料奇特的电子结构和量子效应以及广阔的应用前景，自其发现以来学者们就对其进行了一系列的深入研究并取得了一定的研究成果。由于线性的色散关系以及出色的光学性能，二维的碳纳米材料——石墨烯备受关注。作为和石墨烯同样的新型二维材料，石墨炔也具有非常独特的物理性质，因此也成为了研究的中心。鉴于石墨炔在光电子器件方面存在的巨大潜力，对其研究具有重大的基础意义和应用价值。由于目前对石墨炔的研究多集中于对它的结构以及电学性质，光学方面的研究还相对匮乏，另外对电子结构的调控还不够成熟。因此，本论文主要采用第一性原理的方法对几种石墨炔的光学性能和电子结构的调控展开一系列的理论研究。主要包含如下四章。　　第一章主要是介绍了碳纳米材料的发展过程以及石墨炔的几何结构和电子结构，并提出研究的内容和意义。　　第二章详细介绍研究中所涉及到的理论和使用的工具，其中包含了密度泛函理论、交换关联能、赝势的方法、光学性能计算原理以及计算软件Materials Studio。　　第三章中我们通过第一性原理计算对不同类型的石墨炔的光学性能进行研究。我们对电场沿着平行和垂直材料的方向的介电函数、反射谱和吸收谱进行了计算。研究发现α-、β-、γ-和6，6，12-石墨炔结构在电场平行和垂直方向上具有很强烈的各向异性特征，例如在电场平行方向上的反射强度远高于在电场垂直方向上的反射强度;不同类型的石墨炔均具有很宽地光响应范围（从远红外到紫外区域）。在电场沿水平方向上，石墨炔在红外到可见光区域均具有较高的反射强度;同样地，它们在电场平行方向低频区域也具有较高的吸收强度。　　第四章我们通过第一性原理对硼氮对浓度掺杂6，6，12-石墨炔的电子结构和光学性能进行了研究。掺杂显著改变了6，6，12-石墨炔原来的电子结构。不同的硼氮对掺杂使得该材料在费米面附近的带隙被打开或关闭。掺杂的6，6，12-石墨炔同样具有各向异性的光学性质并具有很宽地光响应。另外，掺杂质使得6，6，12-石墨炔的静介电常数值变小。在不同方向上，反射谱和吸收谱均随浓度具有非线性的变化。