高性能的非线性光学晶体是全固态激光器的重要工作元件，具有重大的研究和应用价值。非线性光学晶体的单晶生长、性能测试及其应用领域的拓展，是非线性光学晶体材料研究的重要内容。本论文围绕KBe2BO3F2(KBBF)、RbBe2BO3F2(RBBF)和YAl3(BO3)4(YAB)三种非线性光学晶体的生长、性质和应用，进行了深入的研究和探讨，主要内容包括：　　 (1)水热法KBBF晶体的结构和性质研究　　 对水热法生长的KBBF晶体进行了一系列性能测试和研究，通过粉末倍频效应测试、粉末XRD图谱Rietveld拟合、透射电镜等手段，揭示了水热法KBBF晶体中存在的一种新结构。该结构为P321空间群，为助熔剂法KBBF晶体R32空间群的1×1×2超结构。对该超结构的特征以及形成原因等作了详细探讨，认为该超结构是水热条件下晶体生长过程中的堆垛层错引起的一种结构缺陷，并认为该结构缺陷及其引发的单晶质量问题是导致水热法KBBF晶体倍频性能低下、无法实际应用的根本原因。　　 (2)RBBF晶体的生长研究　　 对RBBF晶体生长的B2O3-Rb2O-NaF助熔剂体系进行了优化，获得了几种适宜RBBF生长的新配比，提高了生长稳定性，成功生长出厚度为3.0mm的RBBF晶体，并切割出可用厚度达2.5 mm的RBBF晶体器件；探索了B2O3-Rb2O-RbF等其它助熔剂体系，并对其生长情况进行了初步评估；通过化学腐蚀和偏光显微镜，对熔剂法生长的RBBF以及KBBF晶体中普遍存在的一种孪晶缺陷进行了细致观察和研究；开展了RBBF晶体水热法生长的初步研究。　　 (3)YAB晶体的生长和性质研究　　 采用Al2O3-Li2O-B2O3助熔剂和顶部籽晶法，在无氧气氛下成功生长出了高质量、无紫外吸收的YAB晶体，晶体最大尺寸达30×30×25 mm3，重46.3 g，紫外截止边为170 nm；对生长出的YAB晶体进行了精确的折射率测量，拟合了其色散方程，确定了其相位匹配条件；按照Ⅰ类相位匹配角度(θ=66.9°，ψ=0°)切割出一块尺寸为4×4×10mm3的YAB晶体266 nm器件。这些工作为YAB晶体在紫外波段的频率转换应用、尤其是266 nm激光输出奠定了基础。