En el presente trabajo, hemos estudiado teóricamente las probabilidades de absorción de una y dos fotones (OPA y TPA) de la molécula nativa de D-luciferina e intentado encontrar el origen de sus secciones eficaces de TPA más grandes en disolventes polares que en los no polares. Los cálculos utilizando teoría de respuesta lineal y cuadrática de vanguardia en el marco de la teoría de la densidad funcional dependiente del tiempo utilizando la función híbrida B3LYP y el conjunto de bases cc-pVDZ sugieren que la probabilidad de transición de dos fotones de esta molécula aumenta con la polaridad del disolvente. Para explicar nuestros hallazgos actuales, empleamos el modelo generalizado de pocos estados e inspeccionamos el papel de los diferentes canales ópticos relacionados con el proceso de TPA. Hemos encontrado que la probabilidad de transición de dos fotones siempre está guiada por un término de interferencia destructiva, cuya magnitud disminuye con la polaridad del disolvente. Además, hemos evaluado los parámetros de OPA de D-luciferina y notamos que la energía de excitación está en muy buena concordancia con los resultados experimentales disponibles.