1934年，A.金斯顿取得了注射成型塑料透镜的专利，并在照相机中得到了应用，从此揭开了高分子材料在光学领域应用的篇章。第二次世界大战期间，光学高分子材料被广泛应用于望远镜、瞄准镜、放大镜及照相机上透镜的制作。20世纪60年代后，随着高分子材料品种、加工工艺及材料改性技术的发展，高分子材料的光学性能得到了快速发展和应用。80年代初，极化高分子概念的提出，开辟了非线性光学高分子材料的新领域。

另一方面，高分子光学活性逐渐得到发展和应用，成为材料发展和研究的新热点之一。如1954年，柯达公司成功开发出聚乙烯醇肉桂酸酯，用作光致抗蚀剂；1970年，IBM公司首次在复印机中使用有机光导材料聚乙烯咔唑/三硝基芴酮；1990年，剑桥大学卡文迪许实验室的J.H.伯勒斯等人以聚对苯乙烯撑制成了高分子电致发光器件。

高分子材料光学性能大致可以分为线性光学性能、非线性光学性能、光活性性能3个方面。

高分子材料线性光学性能，指光强较弱时，光与物质的相互作用是线性的，即极化强度与光波电场的一次方成正比。材料常见的一些光学效应，如折射、双折射、反射、散射、光的吸收等都属于线性光学的范畴。折射、吸收和反射取决于材料的平均光学性能，散射取决于材料内部光学性能的起伏。折射率和比折射率可用基团加和法估算，吸收则无加和性，是典型的结构性能。高分子材料线性光学性能是高分子材料作为光学材料的基础，应用十分普遍，包括镜片材料、建材装饰材料、挡风玻璃材料、光盘材料、梯度折射率材料，以及非球面透镜、菲涅耳透镜、塑料光栅、聚合物接触透镜等特殊光学仪器的制作材料等。常用的高分子线性光学材料有聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛等。

高分子材料非线性光学性能，指在强光作用下，光与物质相互作用会使入射光的相位、频率和其他传播特性发生变化，即极化强度与光波电场呈非线性函数关系。高分子非线性光学材料能在外加场，或直接利用光波本身电磁场对所通过光波的强度、频率和相位进行调制，主要用作光电技术中对光信号进行处理的各种器件制作。高分子非线性光学材料具有响应速度快、非线性光学响应大、光学损伤阈值高、可加工性强和直流介电常数低等优点，且稳定性好、可加工性强，被认为是最有发展前景的非线性光学材料之一。应用较多的高分子非线性光学材料的有聚乙炔、聚二乙炔、聚苯并噻吩、聚甲基苯基硅烷等。

高分子材料光活性性能，指高分子材料对某种波长光照敏感而发生物理（电、磁、热、声、力等）或化学转换并输出特有功能的性质。例如，光致分解、光致交联、光致变色和光致导电。利用光致分解或交联等性质可以开发出光刻胶、感光涂料及光固化黏合剂材料；利用高分子材料光降解可开发环境友好型材料；利用高分子材料的能量转换特性，可开发光导电材料和光/电转换材料，广泛应用于有机发光二极管、有机太阳能电池、有机存储器等。具有光活性的功能高分子材料成为材料发展和研究的新热点之一，应用领域覆盖了电子、印刷、精细化工、医疗、生化、能源、环境等各个方面。

高分子光学材料因其优异的光学性能和高分子材料自身质轻、易加工、易染色、可构性强、低成本等优点被广泛应用。但同时高分子光学材料也存在硬度差、折射率低、吸水率大、耐热温度低、线膨胀系数大等缺点，有待改善。高分子研究的不断深入，使高分子材料的合成、结构、性能、应用间的关系逐渐得以建立，针对光功能应用的要求，通过高分子的分子设计，进一步改善和拓展高分子材料的光学性能，是重要突破口之一。新型光功能高分子材料的开发与利用，在信息、能源、环境、生物等众多领域具有重要意义，为高分子材料的发展和应用打开了一扇崭新的大门。