目前,有机NLO材料的研究引起了科学家们的极大兴趣,由于有机非线性光学（NLO）材料具有一些突出的优点,如NLO系数大、响应时间短、光损伤阈值高、对NLO效应的要求可进行分子设计和具有优异的可加工性等。近年来,有机开壳层体系的非线性光学性质理论研究引起了广泛的关注,Nakano, M等研究组在这方面做了深入理论研究,研究发现开壳层体系自旋多重度、双自由基成分y、电子相关以及溶剂化效应等对NLO系数有一定的影响。通过调节自旋多重度和双自由基成y来改变体系的NLO性质,进一步为设计自由基分子奠定基础。本文选取具有共轭体系和含X（X=B,Al和Ga）原子的碳双自由基体系,对其三阶NLO性质进行计算。并对共轭性、共轭链、双自由基成分、受体原子以及溶剂化效应与非线性系数的关系进行探讨,得出以下的结论:（1）采用密度泛函理论（DFT）结合有限场（FF）方法,对不同共轭桥连接的四氰代二甲基苯醌（TCNQ）开壳层和闭壳层电子态的非线性光学（NLO）系数进行计算,并以乙烯桥为例讨论共轭链长度与NLO性质的关系。结果表明:开壳层体系的极化率和二阶超极化率值都大于闭壳层体系,且共轭桥的共轭性越强,体系的极化率和二阶超极化率越大;在自由基体系中,单重态的二阶超极化率随双自由基成分y和自旋多重度的增加而增大。体系的共轭桥增长,BLA （Bond Length Alternation,定义为共轭分子中相邻单、双键键长差的平均值）逐渐减小,双自由基成分y逐渐增大,体系的二阶超极化率也逐渐增大。（2）我们已经系统的研究了含X（B,Al和Ga）原子单线态双自由基化合物的极化率（α）和二阶超极化率（γ）。结果表明:α和γ值可以通过改变R（化合物A和水分子之间的距离）和受体X原子来调节。水分子中氧原子上的孤对电子进入X原子的p空轨道增加了双自由基成分,导致α和γ值的增大。此外,PCM（polarizable continuum model）也被用来检验H₂O和CCl₄溶剂对α和γ值的影响,无论是在H₂O还是在CCl₄溶剂里,所研究的双自由基体系的α和γ值都增大,并且H₂O溶剂对α和γ值的影响要大于CCl₄的影响。