二十世纪六十年代二次谐波的发现标志着非线性光学的诞生。自此，许多有应用价值的非线性光学现象得到了系统而深入的研究，其中以材料的二阶非线性光学特性的探究最为常见。因此，找寻简单有效的表征材料二阶非线性光学特性即测量材料第一超极化率的方法成为当务之急。相比于传统的电场诱导二次谐波的方法(EFISH)，超瑞利散射方法因其实验装置简单，操作方便，无需外加电压，测量范围更广，测量值准确等优点，备受科研工作者的青睐。本论文便是以第一超极化率的理论为出发点，搭建超瑞利散射实验系统，研究一系列氮反转卟啉材料的二阶非线性光学特性。主要工作如下：　　基于相应的理论模型，模拟了标准样品对硝基苯胺线性极化率的实部、虚部随波长变化的关系，进一步开展了其第一超极化率随基频光波长变化规律的研究。一方面，分析了共振区域阻尼项对理论计算第一超极化率值收敛性质的影响，另一方面，在非共振区域将两种理论模型所计算的第一超极化率值与实验报道结果进行比较。理论与实验结果的一致性表明理论模型可以作为计算或预测材料分子第一超极化率的有效方法。　　基于相应的理论及模型，搭建了超瑞利散射实验系统并对其可靠性进行了验证。从测量比较不同中心波长干涉滤波片散射光强度，测量分析基频光、散射光脉冲宽度，测量散射光光强与入射光光强关系三个方面来检测所测散射信号的真实性。并进一步通过所搭建的实验系统，对标准样品对硝基苯胺的第一超极化率进行测量，实验测量值与文献中报道的数值吻合的很好，说明所搭建的实验系统稳定可靠，可以作为研究其它样品的二阶非线性光学性质的探测手段。　　利用所搭建的超瑞利散射实验系统研究氮反转卟啉系列溶液样品的二阶非线性光学特性。利用待测样品的线性吸收谱对其分子结构进行分析。实验测量待测样品的单光子荧光光谱及双光子散射光谱，并对两种光谱进行比较分析，以排除荧光信号的干扰。然后通过内参考法测量样品的第一超极化率，并与经量子化学从头算法计算的理论值进行比较。利用实验值以及样品的线性吸收谱，通过振动阻尼修正模型推算不同基频光下样品的第一超极化率。