本论文主要研究了中红外卤化物与硫磷化物以及深紫外KBBF(KBe2BO3F2)族晶体结构和非线性光学性能之间的关系，并且探索了BIBO（α-BiB3O6）非线性光学晶体的线性负压缩机制。具体包括以下三个方面的内容:　　一、卤化物和硫磷化物中红外非线性光学晶体的理论研究。为了探索具有良好中红外非线性光学性能的晶体材料，我们对卤化物和硫磷化物这两个体系的构效关系进行了系统的研究。研究显示，特征结构基元是四面体型的、三角锥状的或一维链状的氯化物或溴化物，以及具有四面体极性骨架结构的硫磷化物会呈现出相对均衡的中红外非线性光学性能，即拥有较宽的晶体带隙、较大的倍频效应以及适中的双折射率。　　二、深紫外KBBF族非线性光学晶体的理论研究。为了改善KBBF晶体的层状生长性能和更好地探索新型深紫外非线性光学材料，我们分别从A位阳离子取代、B位阳离子取代和阴离子基团取代三个方面对KBBF族系列晶体进行了系统的理论研究和结构设计。研究发现，ABBF(NH4Be2BO3F2)在较好地保持KBBF深紫外非线性光学性能的同时也在一定程度上改善了它的生长习性;而“Be2BO3F”则不仅可能具有更好的生长性能，而且较KBBF呈现出了更宽的晶体带隙、更强的倍频效应和更大的双折射率。　　三、硼酸盐材料线性负压缩性能的理论研究。为了拓展硼酸盐材料的功能特性，我们重点关注并系统研究了硼酸盐BIBO体系的线性负压缩性能。研究显示，由于开放的硼氧骨架结构和Bi3+孤对电子极性的协同作用，BIBO呈现了巨大而持续的线性负压缩效应。进一步，我们从理论上设计了MB3O6(M=Sb、La、Y)系列材料，用以研究结构极性对线性负压缩效应的影响，并对极性可调谐的线性负压缩机制进行了理论探索，设计出了具有线性零压缩效应的晶体材料。