(2)側鏈及主鏈型聚合物

將生色團分子通過共價鍵或離子鍵鍵合到聚合物主鏈或側鏈上。此類聚合物較摻雜型材料中發(fā)色團含量增多，增加了取向穩(wěn)定性，具有較高的非線性。但是場誘導的非中心對稱排列的高分子易發(fā)生松弛，使性能變差。

(3)交聯(lián)型聚合物

將發(fā)色團分子交聯(lián)在聚合物網絡中，在交聯(lián)反應發(fā)生之前或在交聯(lián)過程中把發(fā)色團取向極化，生色團取向穩(wěn)定性得到明顯改善，從而獲得較好的光學性能。

(4)共軛型聚合物

分子的離域程度越高，材料的非線性光學性能越好。共軛型聚合物可作為良好的二階非線性光學材料。此類聚合物非線性光學材料主要有聚二乙炔(PDA)、聚乙炔(PA)、聚噻吩(PTh)、聚苯乙炔(PPV)、聚苯胺類(PAn)、、聚苯并噻唑(PBT)、聚苯并咪唑(PBI)、聚酰亞胺及其衍生物。另外還有無機聚合物如聚膦腈、聚硅氧烷和聚烷基硅等均表現(xiàn)出較好的非線性光學性能，具有更好的熱和化學穩(wěn)定性。

三、金屬有機配合物非線性光學材料

主要包括金屬茂烯類配合物、金屬羰基配合物、金屬烯烴類有機配合物、金屬多炔聚合物、金屬卟啉有機配合物、金屬酞菁有機配合物以及其它配合物型非線性光學材料等。1986年，C.C.Frazier等首先報道了金屬有機化合物的二次諧波效應。此后，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一些金屬有機化合物非線性效應。分子構型對金屬有機配合物的非線性光學性質以及顏色有著直接的影響。由于配體、金屬的多樣性，金屬有機化合物亦具有如多樣的結構，較單純的有機分子構成的非線性光學材料有更多的優(yōu)勢。

由于金屬原子具有不同的d或f電子數、不同的氧化態(tài)和配位數，可形成不同的三維結構，導致獨特的光電性能。如中心金屬的氧化還原變化可能導致較大的分子超極化率;中心金屬也可成為手性中心，拆分后可得到非中心對稱的晶體;金屬原子的引入可將磁、電性質與光學性質結合起來，產生磁光、電光效應。

另外，金屬有機配合物有較多的吸收譜帶，存在著光子從金屬到配體以及從配體到金屬躍遷，有較大的基態(tài)偶極矩和極化率，基態(tài)和激發(fā)態(tài)間的能級差較小，有利于提高材料的光電響應速度。通過設計和合成具有一定結構特征的新型配體，將有利于配合物研究的進一步發(fā)展。秦金貴等總結出如下規(guī)律:如果希望探索在可見光區(qū)完全透明的二階非線性光學材料，可以設計成四面體、四方錐或八面體分子;如果希望探索新的發(fā)色團或三階非線性光學材料(此類材料不要求可見光區(qū)完全透明)，則應該設計出平面四方形的金屬有機化合物。

四、無機/有機雜化材料

無機//有機雜化非線性光學材料綜合了無機材料和有機材料的優(yōu)點，通過成鹽等方法或溶膠/凝膠技術將有機功能分子或聚合物摻入無機網絡中，在無機/有機分子之間形成化學鍵的一類新材料。

ZhangXM等利用成鹽法得到了大的新穎電荷轉移鹽單晶，[4-DMSP]4[NH2Me2]2[HSiFeMo11040]·3H20(4-[DMSP]+=4-對-(二甲氨基)苯乙烯吡啶甲基陽離子鹽)，其二階非線性效應為KDP的1.2倍。通過溶膠/凝膠技術制備的主要優(yōu)點在于能在低于有機生色團的分解溫度下，將無機玻璃與有機生色團進行鍵合，制備有機/無機雜化材料。通過無機玻璃的剛性無定型二維結構和優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性來抑制生色團的取向松弛，提高材料的熱穩(wěn)定性。另外還具有良好的成膜性，是一類具有良好應用前景的材料。納米摻雜微晶半導體玻璃是應用最為廣泛的三階非線性光學材料。