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本文主要是利用单光束Z扫描技术研究了三种推拉型偶氮有机化合物甲基橙(MO)、甲基红(MR)和对二甲胺基偶氮苯基砷酸(PDBBA)掺杂聚乙烯醇薄膜，以及甲基橙掺杂银胶纳米颗粒薄膜和偶氮分散红聚合物薄膜的三阶非线性特性，详细分析产生非线性的起源，试图从结构方面更深入的了解其非线性光学性质。同时，研究了对氨基偶氮苯(PAAB)和甲基橙分子的拉曼，红外光谱及其表面增强拉曼光谱特性。全文共分五章，其主要内容概括为三个部分：
第一部分，即论文的第一章，简单介绍了有机非线性光学材料的研究概况以及π共轭偶氮苯材料的研究进展，介绍了表面增强拉曼光谱(SERS)光谱的研究进展，偶氮分子的SERS光谱研究现状及偶氮分子的密度泛涵理论(DFT)计算光谱研究现状。
第二部分，即论文的第二、三、四章，利用Z扫描方法研究了这三种偶氮有机化合物在皮秒脉冲激光532nm和1064nm波长下的三阶非线性光学特性。根据实验曲线计算了它们在两种激发波长下的三阶非线性折射率和非线性吸收系数，对非线性折射率的起源进行了讨论。第四章，首次报道了甲基橙分子掺杂银胶纳米颗粒薄膜的三阶非线性特性，利用表面增强拉曼光谱技术证实了大的三阶非线性折射率是由于局域场的增强引起的。研究了偶氮分散红聚合物的三阶非线性特性，并对非线性起源进行了详细的分析。
第三部分，即论文的第五章，以632.8nm连续激光为激发光研究了对氨基偶氮苯和甲基橙的正常拉曼光谱和红外光谱。通过高斯98软件，利用密度泛函方法计算了对氨基偶氮苯和甲基橙分子的振动光谱，并同实验结果进行了比较。研究了PAAB分子，为检测PAAB这种致癌物质提供了一种简单灵敏的方法。最后，研究了甲基橙分子的表面增强拉曼光谱特性。