本发明公开了一种具有非线性光学性质的二维聚合物及其合成方法，包括如下步骤：在水面上铺展单层表面活性剂；向水相中加入配体1溶液，使配体1在表面活性剂的吸附作用下，有序排列在水的表面；将配体2注入水相中，配体2扩散到有序排列的配体1中，进行二维聚合，得到二维聚合物薄膜；所述配体1的结构式如式I所示；配体2的结构式如式II所示：M为2H或Zn； 该方法制备的共价有机框架薄膜均匀、连续、透光性好，解决了在三阶非线性光学应用中遇到的透过率低和散射性高等关键问题。