利用密度泛函理论(DFT)和波函数分析方法，从理论上探讨了三维碳球的光学性质。研究了紫外?可见光(Ultraviolet?visible, UV?vis）吸收光谱中的电子跃迁机制；通过跃迁密度矩阵图（Transition Density Matrix，TDM）和电荷差分密度图(Charge Density Difference, CDD)，研究了三维碳球的电子激发特性；对拉曼（Raman）光谱进行了计算，并进一步解释了三维碳球的振动模式；利用静电势（Electrostatic Potential,ESP），研究了三维碳球与外界环境的相互作用；基于外加磁场下的磁感应电流，研究了三维碳球的电子离域程度。结果表明，三维碳球的吸收光谱主要在紫外光区域，并且有较强的电子离域能力。研究结果可为其他三维π共轭分子结构在线性光学和非线性光学中的应用提供理论基础。
