本论文对一系列化合物的几何结构与非线性光学性质之间的关系进行了系统的理论研究。主要贡献如下:1、使用Li原子掺杂方法,首次得到了新型的高分子链的电子化物Lin-H-（CF₂-CH₂）₃-H （n=1, 2）的结构和性质。特别是发现了Li原子掺杂导致第一超极化率（β₀）戏剧性地增加33-687倍。同时发现了掺杂Li原子的数目和位置与β₀之间的关系。2、用QCISD方法研究了M-X和M-（FH）₂ （M = Li, Na和K; X = NH₃, NCH和HF）电子化物的第一超极化率。由于额外电子的作用,这些电子化物都具有比较大的β0值。特别是发现了配体数与β0的碱金属原子序数依赖性之间的关系。3、首次利用莫比乌斯聚苯环、正常的聚苯环以及直线形的聚并苯三个分子作为模型揭示了β₀值的骨架形状效应。特别指出环的扭结改变了相邻氮原子的距离,并降低价电子云的非定域性,从而改变分子的电学性质。该研究已引起国际同行的关注,本研究工作将在亚洲材料研究集锦（Asia Materials research highlights）中进行报道。4、首次设计了一系列氮取代超短碳纳米管。并发现了氮原子取代数与非线性光学响应（β₀值）之间的有趣关系。5、在[5]cyclacenes基础上,首次设计了一个新型的多锂盐Li5-[5]cyclacenes和多锂盐电子化物Li-Li5-[5]cyclacenes。结果显示:锂盐效应导致了[5]cyclacenes的β0值增加了1200倍。而electrides（电子化物）效应使锂盐的β₀值又增加了4倍。这些结构和非线性光学响应的之间的重要关系和规律,为开发新的高性能的非线性光学材料提供新的设计思想。