近些年以来,有机分子材料由于其结构灵活,成本低,响应速度快和大的非线性响应等优点在光开关、有机发光二极管以及光通信等方面有着重要的应用。研究这些材料结构的变化对其物理参量的影响一方面不仅有助于理解结构与性质之间的关系,还能深入理解强光与物质相互作用的机理。另一方面对于这些材料性能的研究能够为开发更好的非线性光学材料提供参考。本文设计合成了两种π桥长度不同的蒽类衍生物Ant₁和Ant₂并研究了二者的非线性光学性质。飞秒多波长Z扫描结果研究了表明Ant₁和Ant₂表现出宽带的反饱和吸收效应而且Ant₂比Ant₁表现出更好的反饱和吸收效应。分析了两种材料的反饱和吸收主要是由双光子吸收以及双光子诱导激发态吸收引起的。结合量子化学计算结果分析了Ant₁和Ant₂反饱和吸收产生差异的原因是由于Ant₂中乙烯双键的数量的增加使其分子结构表现出了更好的分子平面性。飞秒瞬态吸收光谱实验研究了两种材料的动力学过程,观察到了粒子从单重态局域激发态向电荷转移态的转变。通过比较两种材料的光限幅性能可以发现Ant₂具有更好的光限幅性能。表明其在光限幅应用方面具有潜在的价值。本文揭示了在蒽类衍生物中改变乙烯双键的数目来拓展π桥会对材料的光学非线性性能以及光物理过程产生影响,为将来设计具有优良性能的蒽类非线性光学材料提供参考。