由于非线性光学材料在3D光存储、光学微加工、光限幅以及光动力学疗法等领域有广泛的应用,人们对于设计和合成具有非线性光学效应强和响应速度快的新材料的研究颇为关注。设计和合成非线性光学材料不仅需要高效的合成方法,还需要对分子结构与光物理特性之间的关系有深入的了解。卟啉化合物具有较大的?-电子共轭系统,而且结构多样、功能丰富、物理化学性质稳定,是良好的非线性光学材料,被广泛应用于生物医学、光通信、光开关和光限幅等领域。由于它们具有又快又强的非线性光学效应,所以近年来关于卟啉化合物的光物理特性的报道层出不穷。本文的研究创新点在于:第一,研究了溶剂效应对meso-四正辛氧苯基锌卟啉的有效三光子吸收效应的影响;第二,研究了中心金属取代这一调控手段对meso-四正辛氧苯基卟啉的非线性光学特性的调控作用。本文的研究内容包括:1.介绍了卟啉化合物的结构特性、物理化学特性以及它们的非线性光学研究现状。概述了非线性光学效应的理论基础,详细介绍了Z-扫描测量技术,分析了利用Z-扫描技术测量非线性光学系数的原理。以标准样品CdS和CS₂为例,测试了Z-扫描测量系统,分析了该测量系统的可靠性和灵敏度。2.研究了溶剂效应对meso-四正辛氧苯基锌卟啉的荧光特性和有效三光子吸收特性的影响。首先,通过红外光谱对meso-四正辛氧苯基锌卟啉的分子结构进行了表征;其次,分析了在三种溶剂中,meso-四正辛氧苯基锌卟啉的线性吸收特性的变化;紧接着,研究了meso-四正辛氧苯基锌卟啉的荧光特性受溶剂变化产生的改变;然后,重点研究了在800 nm飞秒脉冲激发下,锌卟啉的有效三光子吸收特性受溶剂的影响,测量了它们的有效三光子吸收系数和吸收截面;最后,研究了三种溶液的非线性透过率-光强的规律,探讨了它们在光限幅中的应用。3.研究了中心金属取代对meso-四正辛氧苯基卟啉的非线性吸收特性的影响。首先对比了meso-四正辛氧苯基卟啉和meso-四正辛氧苯基锌卟啉的线性吸收的异同;其次,分析了二者荧光特性的变化;接着,研究了自由基卟啉和锌卟啉在相同激发条件下的非线性吸收特性;最后,讨论了中心金属取代对调控meso-四正辛氧苯基卟啉的非线性光学特性的意义以及应用价值。