紫外、尤其深紫外波段激光在激光微加工、高密度光存储和激光光刻等方面具有重要应用,而非线性光学晶体和双折射晶体是固体激光器输出紫外激光并实现激光调制的核心基础材料。本文旨在设计、合成新型紫外非线性光学晶体和双折射晶体,选择硼酸盐为主要研究对象,通过在硼酸盐中引入易极化的Y-O结构基元和大电负性的卤素阴离子,成功设计合成出了10种碱/碱土金属含钇硼酸盐新晶体。用单晶X射线衍射技术确定晶体结构,并通过红外、热重、漫反射及粉末倍频等材料表征手段对材料的线性、非线性以及热学性质等做了系统研究。研究表明:其中,Ba YOBO3具有大的倍频效应和短的紫外截止波长,为潜在的紫外及深紫外非线性光学晶体材料;而Li2MY4B5O15（M=Rb,Cs）和K2YB3O6F2等则表现出较大的双折射,在紫外及深紫外激光调制方面具有潜在的应用前景。主要结果及创新性总结如下:1.深紫外非线性光学晶体BaYOBO3的设计、合成及性能表征BaYOBO3（Ba YBO）结构上与深紫外波段目前唯一实用型的非线性光学晶体KBe2BO3F2（KBBF）非常相似,其可看成KBBF中Be被Y替代,从而避免剧毒性原料Be O的使用;同时,与KBBF的层状结构不同,在Ba YBO结构中,Y-O基团通过共享O将结构连接为三维网状结构,利于晶体生长。因此,我们进一步将化合物Ba YBO通过探索助熔剂进行晶体生长,尺寸达到8 mm×5 mm×4 mm,二次谐波响应为2.6倍KH2PO4（KDP）,紫外截止边小于190 nm,是潜在深紫外区域的非线性光学晶体。2.双折射晶体Li2MY4B5O15（M=Rb,Cs）的合成、表征及性能研究在硼酸盐体系中引入Y-O基团也有利于增强材料各向异性,从而有效提高材料双折射。在这一指导思想下,我们成功合成两例有深紫外透光范围的双折射晶体材料Li2MY4B5O15（M=Rb,Cs）,在532 nm处的双折射分别为0.103和0.104,紫外截止边小于190 nm。通过LCAO-MO分子波函数计算了电子布居数,我们成功解释了材料大双折射率的来源。为新型深紫外双折射晶体探索提供了新思路。3.含卤素的钇硼酸盐的设计、合成及性能表征结构中引入卤素能进一步拓宽材料透过范围并增强结构各向异性,但稀土硼酸盐合成温度较高,卤素易挥发,故很难将其引入稀土硼酸中。研究中,我们通过选择合适的助熔剂降低了材料熔点,成功得到两例含卤素的稀土硼酸盐——Ba2YB2O6Br和K2YB3O6F2。它们也均具有较大的双折射,分别为0.08和0.12,且紫外截止边也均短于190 nm,是潜在的双折射晶体材料。