双光子诱导荧光材料是非线性领域应用范围最广的材料之一,它的研究已经涉及到化学、物理学、生物学等诸多学科,引起了人们极大的兴趣。本论文在全面调研国内外双光子荧光材料的研究历史和现状的基础上,设计、合成了多种新型有机嘧啶衍生物及其有机/无机复合材料。从理论和实验上研究了所得材料的单、双光子光学性质,并进行了此类双光子材料的应用探索,得到了一系列有价值的结果。主要研究内容如下:　　一、系列弯曲型2-巯甲基嘧啶衍生物的合成、结构及光物理性质　　运用绿色合成方法(改进的Knoevenagel缩合反应),简洁高效地合成了8种新型的多极化嘧啶衍生物,利用现代谱学手段对化合物进行了表征,解析了其中五种化合物的单晶结构;利用密度泛函量化计算对所有化合物进行了电子结构和电荷转移模型的研究,发现从HOMO到LUMO的跃迁,是典型的π-π*跃迁和电荷转移跃迁加和的结果。系统地研究了化合物在普通介质、离子液体和凝聚态下的单、双光子吸收,电化学性质等,并进行了双光子光漂白数据存储的应用探索。理论与实验相结合,讨论了结构与性能的相关性。　　二、系列2-巯甲基嘧啶衍生物对金属离子的识别特性　　以2-巯甲基嘧啶衍生物为光化学传感器,分别研究它们与16种金属离子作用后的单、双光子光物理性质变化,获得了两种识别Cu2+的单光子光化学传感器、一种识别Fe3+的单光子光化学传感器和一种识别Cu2+的双光子光化学传感器。利用密度泛函量化计算对传感器识别金属离子的机理进行了模拟,结果表明增强金属离子诱导所引起的电子给体与电子受体之间的相互作用是影响光化学传感器单、双光子光物理性质变化的重要因素。　　三、2-羟基嘧啶衍生物类配体的合成、表征和光物理性质研究及其配合物组装探索　　设计、合成了两种2-羟基嘧啶衍生物配体,通过核磁、质谱和单晶衍射等表征手段确定了配体的结构,采用理论与实验相结合的方法,详细地研究了配体的单、双光子光物理性质。在此基础上,选择光物理性质综合指标优秀的配体,进行了具有去溶剂化效应性质配合物的组装。初步探讨了配合物的合成、提纯和表征方法。　　四、2-羟基嘧啶衍生物@SiO2微球复合荧光材料的设计、合成及光物理性质　　利用反相胶束的方法合成了粒径分散较均匀的嘧啶衍生物@SiO2微球复合材料,详细探讨了材料的合成方法、表征手段和组成情况。采用对比法,研究了材料在复合前后的单、双光子光物理性质变化。研究结果表明,复合材料的双光子吸收截面在极性和非极性溶剂中均比复合前的材料有所增加,阐明了材料结构和光物理性质之间的关系。