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很多年来液体中的分子运动动力学研究一直受到人们广泛关注。分子动力学的研究对于人们了解一些物理以及化学的基本原理具有重要的作用。相比于固态和气态,人们对液态物质在分子层面的了解相对较少。本论文将集中于液态下分子运动引起的光学非线性效应的研究。论文中采用了最近发展起来的一种基于相位物体的泵浦探测技术来研究分子运动引起的非线性效应。这种技术相比于光学外差检测光克尔技术（OHD-OKE）,优点在于可以直接探测非线性折射的动力学响应。在CuPcTs/DMSO溶液的Z扫描实验中,观察到了非对称的反饱和吸收（RSA）到饱和吸收（SA）的转换过程。这种反饱和到饱和的转换过程既不是激发态吸收的饱和引起的,也不是热致质量传输效应（Soret effect）引起的。在我们看来,强的非线性吸收将导致溶质分子快速累积分子平动动能,分布不均的分子平动动能场将不可避免地引起溶质分子的迁移。我们提出了一个分子平动动能场的梯度理论来解释这种实验现象。更进一步,通过双光束泵浦探测Z扫描技术研究了分子平动导致溶质的质量传输效应。通过这种方法,可以去除分子由于电子激发而引起的非线性吸收,得到“纯”的质量传输效应。实验曲线中的单峰清楚表明了溶质分子从光斑中心向边缘的迁移。透过率单峰位置轻微的偏移则体现了分子质量传输的累积效应。通过脉冲宽度为21ps的基于相位物体（PO）的泵浦探测实验,研究了硝基苯的折射动力学。实验中观察到了分子转动引起的非线性折射效应,这种效应具有一个慢的回复过程。同时也观察到了由电子云畸变引起的瞬时的非线性折射响应。通过分子转动的动力学模型对整个折射动力学曲线进行了很好的解释。经过理论的拟合得到了平行偏振时电子云畸变以及分子转动引起的非线性折射系数分别为ne = 0.1×10( -180 m2/Wnr = 2.0×10 -18 m 2/W。通过不同能量的21ps的Z扫描实验,观察到了分子取向引起的非线性折射饱和现象。更进一步,150fs脉宽的Z扫描数据表明在亚皮秒时域内硝基苯的非线性折射来自于电子超极化的贡献,而在皮秒时域内非线性折射主要来自于分子取向的贡献。通过垂直偏振以及平行偏振的PO泵浦探测实验,研究了硝基苯及CS2的分子转动造成的非线性折射的各向异性。更深入的研究表明分子转动引起的非线性折射是一个三阶非线性过程。从实验上证实了在平行偏振和垂直偏振时,分子取向引起的非线性折射系数满足关系这与理论模型符合得很好。通过垂直偏振的PO泵浦探测实验研究了五种简单液体的折射动力学响应,观察到了由分子转动引起的泵浦光和探测光之间的能量的传递。结合双光束耦合理论以及PO泵浦探测理论对实验结果进行了分析,得到了五种简单液体的分子转动寿命。