硼酸盐的设计、合成以及晶体生长一直是材料领域的研究热点，在很多应用方面起着重要的作用，比如双折射材料、非线性光学材料、激光材料、荧光材料。本文基于硼酸盐结构多样性及其在光学材料中的广泛应用，对铝硼酸盐体系和碱土金属硼酸盐体系进行探索，得到三种新化合物。我们对这三种化合物的结构进行了详细描述，发现它们都含有孤立的B-O基团（BO3、B2O5、B3O6），并且测试了它们的物理、化学性质。同时，采用第一性原理计算它们的能带结构、态密度等。另外，在探索双折射材料方面，深入研究了含C=O基团的化合物CO(NH2)2·NH4Cl，并对其光学性能进行测试，而且通过第一性原理计算研究了其电子结构与光学性能之间的关系。1. 含孤立B-O基团的铝硼酸盐氟化物Al8(BO3)4(B2O5)F8和SnAl2(BO3)2F2的合成与性能研究在密闭环境下，通过高温固相反应合成出两例新的铝硼酸盐氟化物Al8(BO3)4(B2O5)F8和SnAl2(BO3)2F2。Al8(BO3)4(B2O5)F8的晶体结构中包含了两种孤立的B-O基团（BO3和B2O5），它们分别位于由AlO4F2多面体构成的孔道的中心和边缘位置。通过对铝硼酸盐体系的调研发现，Al8(BO3)4(B2O5)F8是第一例含有两种不同孤立B-O基团的铝硼酸盐氟化物。紫外-可见-近红外漫反射光谱测试表明它的截止边达到深紫外区域。另外，以光学性能优异的BaAl2(BO3)2O（BaAl2B2O7）为结构模板，采用共替代策略，设计合成一例新化合物SnAl2(BO3)2F2。在SnAl2(BO3)2F2的结构中，AlO4F2与BO3基团共享O原子连接形成AlBO6F2基团，相邻的AlBO6F2相互连接形成孔道，Sn原子填充在孔道中起到平衡电荷的作用。紫外-可见-近红外漫反射光谱表明SnAl2(BO3)2F2的截止边可以达到紫外区域。2. 含平行排列B3O6基团的锶钡复合硼酸盐Sr0.8Ba2.2(B3O6)2的合成与性能研究 以著名的双折射光学材料α-Ba3(B3O6)2（α-BBO）为结构模板，采用阳离子替代策略，探索了Sr-Ba-B-O体系。通过高温熔液法成功合成出一例新的锶钡复合硼酸盐Sr0.8Ba2.2(B3O6)2。通过与α-BBO的结构相比，我们发现其结构中相邻的[Ba2B6O12]∞双层之间的距离变小，不仅增强了整体结构的稳定性，而且增大了B3O6基团的密度。3. 含C=O基团的CO(NH2)2·NH4Cl的合成与性能研究为了探索紫外波段双折射晶体材料，通过溶剂蒸发法合成了CO(NH2)2·NH4Cl。利用CASTEP和Gaussian 09W程序对其进行理论分析，结果表明C=O基团可作为有助于产生大双折射率的功能基团。同时，我们生长出了尺寸达14 × 3 × 2 mm3的晶体，并利用宝石折射仪测出它的折射率为1.540和1.610（@589.3 nm），双折射率≥0.07。紫外-可见-近红外透过光谱测试表明其截止边大约在210 nm左右，达到了紫外区域。