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非线性光学（NLO）材料在光学信息处理、光电调节、数据存储、激光组件开发和光电器件的制造等方面应用广泛,成为当今信息时代的重要材料之一,因此在理论和实验研究中备受关注。研究者在设计和合成高性能的NLO材料领域中作出了大量的努力和贡献,并取得重要研究成果。其中,有机NLO材料由于其具有易修饰、结构灵活、响应时间快等优点,可以通过合理的设计及氧化还原等方式对其二阶NLO响应进行有效的调节,在众多化合物中表现出独特的优势和良好的发展前景。随着时代的进步和发展,理解化合物二阶NLO性质的起源并寻找有效提高二阶NLO响应的方法成为目前最需要解决的问题。因此,通过量子化学计算方法对分子几何结构、电子结构和NLO性质进行计算分析,为实验工作者制备优良的NLO材料提供重要的理论依据。本论文采用密度泛函理论（DFT）和含时密度泛函理论（TD-DFT）方法计算研究了系列有机氟硼二吡咯（BODIPY）衍生物的二阶NLO性质,主要内容有:（1）采用DFT方法对系列有机分子亚甲基二吡咯和BODIPY的几何结构、吸收光谱及二阶NLO性质等进行了计算分析。结果表明,在系列亚甲基二吡咯和BODIPY的顶部及底部分别引入不同的给/吸电子芳香环取代基,可以改变分子的偶极矩,进而调节分子的二阶NLO响应,具有D-π-A结构的分子对应的二阶NLO系数较大。亚甲基二吡咯分子表现为二维电荷转移特征,引入-BF2的BODIPY分子对称性增强,分子转变为一维电荷转移特征,其二阶NLO系数减小。通过分析前线分子轨道组成和电子光谱可知,两类分子电荷转移主要发生在顶部、底部取代基和亚甲基二吡咯上,不同给/吸电子能力的取代基使吸收光谱发生不同程度的红移,其中具有D-π-A结构的分子吸收光谱红移程度最为明显。（2）采用DFT方法对卟啉-碳硼烷-BODIPY三元化合物的几何结构、吸收光谱、二阶NLO性质进行计算分析。结果表明,V型化合物的静态第一超极化率值(βtot)大于相应直线型化合物,且延长共轭链可提高体系的βtot值。分析体系的电子密度差分图得出,化合物氧化还原态的电荷转移方式与本征态相比发生了改变,从而使其二阶NLO性质发生明显变化。计算的含频第一超极化率值表明频率在一定范围内对化合物有较小的色散效应。因此,通过延长V型化合物的共轭链及氧化还原反应,可有效调控分子的二阶NLO性质。（3）采用DFT方法对系列单侧取代和双侧取代的BODIPY衍生物的几何结构、电子结构和二阶NLO性质进行计算研究。计算结果显示:不同的取代基及取代位置对分子的第一超极化率βtot值有重要影响,引入取代基的供、吸电子能力越强,βtot值增加越明显,而且双侧取代分子的βtot值要大于单侧取代分子,这是由于取代基的加入扩大了π电子的离域程度。而且,极化环境和外电场对分子的βtot值也有一定程度的影响。TD-DFT计算表明,βtot值的增加是由于电荷转移从BODIPY局部扩大到从取代基到BODIPY中心部分。此外,在分子内形成D-π-A结构有利于增加分子的βtot值,其中BODIPY部分可作为电子受体。上述工作为进一步寻找新型多功能二阶NLO材料提供了理论依据。