由电子给体和电子受体部分构成的一系列萘酰亚胺类物质和喹啉类有机共轭物质可以在光诱导下发生分子内的电荷转移反应，显现出具有良好的光学性质，使其在各种光学材料以及分子器件制造等领域具有广泛应用。正确理解这些共轭分子体系的光物理特性，对分子材料的光物理和光化学研究及其拓宽和扩大应用领域具有重要意义。本文通过理论量子化学计算，研究了该类化合物的垂直吸收光谱和发射光谱以及它们分子结构与电子结构之间的关系。主要内容如下：　　 （1）运用含时密度泛函方法及CPCM溶剂模型计算了一系列1，8-萘酰亚胺衍生物的气相和溶剂中的吸收和发射光谱。通过理论优化结构与晶体结构的能级、离域能、及垂直激发能对比说明了X-ray结构的固体效应减弱了分子内碎片之间的相互作用。采用相同方法，理论结构与实验结构的垂直跃迁能比较，TD-PBE1PBE/6-31G*、TD-B3LYP/6-31G*方法与紫外可见吸收和发射波长平均偏差分别是0.05 eV和0.02 eV。绝大多数的最低单激发态对应于电子于最高占据轨道与最低未占据轨道之间的跃迁，它们的电子云分布图进一步阐述了分子内的电荷传输。酰亚胺上取代基对萘酰亚胺类物质的吸收和发射基本无影响，而萘环上的取代基对萘酰亚胺类物质的吸收和发射波长影响较大。　　 （2）用TD-PBE1PBE/6-31G*和TD-B3LYP/6-31G*方法研究了1，8-萘酰亚胺类物质的结构和紫外可见吸收光谱和发射光学性质。理论优化几何结构与X-rav结构晶体参数吻合较好，这类化合物具有比较大的共轭体系和刚性平面。TD-PBE1PBE/6-31G*方法比TD-B3LYP/6.31G*计算出的垂直吸收跃迁能高0.1～0.15 eV。紫外吸收光谱的红移增色效应揭示了紫外可见最大吸收波长对应的跃迁属于p-p*类型。发生在4和5位的取代物和萘酰亚胺环之间的分子间电荷传输改善了它们的跃迁性质。从基态到激发态，取代物和萘酰亚胺环之间立体性减弱。除了吡唑基，垂直跃迁能低的异构体具有红移的吸收光谱。这些非环化合物（diphenylamino，dimethylamino[-N（Me）2]，amino（-NH2），hydrogen（H）的离域能比杂环（oxadiazolyl，imidazolyl，pyrazolyl，pyrrolyl）的要低。非环1，8-萘酰亚胺类物质的5位化合物更加稳定，而4-位杂环比5位异构体更稳定。　　 （3）用TDDFT方法计算了4-carbazolyl/4-diphenylamino-N-（H-，methyl，cyclohexyl，phenyl）-1，8-naphthalimide derivatives的单重激发态。这类物质的紫外吸收和发射光谱中有三个吸收峰。它们分别是电荷转移态（第一个峰），局域激发态（第二个峰和第三个峰）。在酰亚胺位置处的取代物对第一吸收峰的波长基本没有什么影响，但是随着取代物给电子能力（从H基，甲基，椅式环己烷基到苯基）的增强，它们的振动强度也依次增强。在四位上将两个苯用类双键接起来以后，即取代物从二苯胺到咔唑的转变，使得取代物从二苯胺变成咔唑使得三个吸收峰都发生了不同程度的红移。从基态到最低第一激发态，二苯胺的红移波数比咔唑的红移波数大，这也意味着它们的结构更容易受到极性溶剂的影响。由咔唑与萘酰亚胺环正交时第一吸收峰消失和咔唑与萘酰亚胺环共面时第二吸收峰消失可以推断出分子间电荷传输态比局域激发态更加平面化。在咔唑旋转的过程中，全局能量最低点也即基态优化最低能量点约在咔唑与萘酰亚胺环成70°角。　　 （4）通过密度泛函理论（DFT），Hartree-Fock和单激发组态相互作用（CIS）及极化导体模型（CPCM）对4-二氢喹啉酮衍生物的线性和非线性光学性质进行了研究。最大吸收波长，最大发射波长，对称性分子的双光子吸收截面与X-ray中晶体结构参数、溶液中的紫外吸收和荧光光谱值及吸收截面吻合。从F、Br到Cl，电负性增强，分子间电荷传输增强，这导致垂直吸收光谱发生不同程度的蓝移。对称性共轭结构的拓宽导致紫外吸收和发射波长红移。共轭母体单元相同时，两端受体单元能力的增强不仅有利于单光子波长的增大，双光子吸收截面也相应增加。