三阶非线性光学材料在光通讯、光开关和光限幅等领域具有潜在的应用前景,是制备光子学器件的重要材料,所以三阶非线性光学材料的制备及性质研究一直是该领域的研究热点。酞菁具有18π电子的共轭体系,具有较高的热、光及化学稳定性,且结构易于修饰及剪裁,易于与其它材料复合,因此是非常有前景的非线性光学材料。为了系统研究材料结构与性质的相关性且获得具有较大非线性极化率的材料,以第四主族元素为中心金属合成了两类取代基的酞菁配合物。氧化石墨烯是具有二维π电子共轭体系的碳材料,具有很好的三阶非线性光学性质,且可以通过调变sp~2和sp~3键合碳的比例来调变材料的非线性光学性质,因此是近年来此领域研究的热点材料。将酞菁与氧化石墨烯复合,研究复合材料的非线性光学效应,以期获得具有良好非线性光学效应的材料。设计并合成了四-β-(3-吡啶氧基)羟基酞菁锡、四-β-(3-吡啶氧基)酞菁铅、四-α-(4-吡啶氧基)酞菁铅和四-α-(4-叔丁基苯氧基)酞菁铅,并采用紫外-可见吸收光谱、傅里叶变换红外光谱和基质辅助激光解析飞行时间质谱进行表征;结合Z扫描技术和激光闪光光解技术研究酞菁配合物的非线性光学性质并阐明其相关机理。结果表明,酞菁配合物的非线性吸收机理主要来源于三线态第一激发态的反饱和吸收。对酞菁配合物的分子结构与非线性光学性质之间的关系进行研究,探讨相同取代基同族中心金属、相同取代基不同族中心金属、相同取代位置不同取代基类型及相同取代基类型不同取代位置对三阶非线性光学效应的影响。为进一步提高材料的非线性光学性质,将具有较好非线性吸收的酞菁配合物与氧化石墨烯进行物理复合,并结合Z扫描技术和激光闪光光解技术研究其非线性光学性质并阐明相关机理。复合材料的Z扫描曲线显示饱和吸收和反饱和吸收互相转化的非线性吸收效应,这主要是由于氧化石墨烯中同时存在着sp~2和sp~3杂化状态的碳结构,两种杂化结构对激光能量的要求不同所致。结果还表明,复合体系中酞菁与氧化石墨烯之间存在显著的电子转移,而这种电子转移使复合体系的非线性光学性质与单纯的酞菁及氧化石墨烯相比明显增强。