近年来,随着人们对有机材料光、电、磁性质的认识加深,有机光电功能材料受到全球学术界和工业界关注。有机光电功能材料是一类具有独特化学及物理性质的有机小分子、高分子、超分子材料,从本质上讲,它们也可以被视为一类有机颜料。这类分子结构都具有相同的特点:π-π共轭键和发色基团,吸收谱范围在紫外、可见及红外区域,并且在吸收的同时发射荧光或者磷光。这类分子在光、电、热等作用下可表现出不同应用价值的新特性,这些特性与分子结构密切相关。作为一种非线性光学现象,在过去的几十年中,无论在理论上还是实验上,双光子吸收（TPA）都引起了人们的极大兴趣。双光子染料已应用于各种研究领域,如三维（3D）数据存储、上转换激光、光动力疗法（PDT）、生物成像等,这些应用需要有机材料具有大的双光子吸收性能,目前报道的材料在性能上有一定的局限性,因此,仍然需要设计和合成高效的双光子染料。基于咔唑和氰基是强给电子和强吸电子性质,我们合成了九种具有强电子给体（D）和强电子受体（A）的D-π-A型咔唑-氰基类分子,测试了这九种分子在甲苯（Toluene）、四氢呋喃（THF）、氯仿（CHCl3）和二甲基亚砜（DMSO）中的双光子吸收截面（δTAP）,并研究其结构与双光子吸收截面之间的联系,同时采用双光子荧光法研究咔唑异构、共轭体系的改变对材料双光子性质的影响。第一章,主要综述了双光子材料的分类及发展,在双光子材料中,平面度、共轭体系、分子内电荷转移（ICT）等是影响分子双光子吸收截面的主要因素,合理的分子设计有助于提高双光子性能。第二章,基于在有机分子内部同时引入给电子和吸电子基团策略,可控合成具有给电子-吸电子的氰基-咔唑类共轭有机材料。通过咔唑基团胺对多氟芳环烃中氟（F）的亲核取代反应,制备得咔唑取代的单体,随后调控氰基以及咔唑基在苯环上不同取代位置,不同取代数量,合成了一系列氰基-咔唑小分子单体,我们将这些小分子分别命名为:2CzPN、5Cz BN、5CzBN-Ph、4CzPN、4CzIPN、4CzTPN、4Br-4CzIPN、8Br-4CzIPN、8Cl-4CzIPN。第三章,在相同溶剂条件下,测试2CzPN、5CzBN、5CzBN-Ph的δTAP,研究共轭体系的改变对双光子吸收截面的影响。第四章,在THF和CHCl3溶剂中测试4CzPN、4CzIPN和4CzTPN分子的双光子吸收截面(δTAP)值,发现咔唑处于苯环不同位点时,在一定程度上改变了分子的结构影响了分子的双光子吸收性能。