非线性光学（nonlinear optical,NLO）材料因其独特的二阶倍频效应（SHG）引起了很多关注。自20世纪60年代以来,除了商业上广泛使用的红外非线性光学晶体AgGaS₂,AgGaSe₂和ZnGeP₂之外,还获得了许多其他红外非线性光学材料,例如Li₃VO₄,Pb₁₇O₈C_l8,BaGa₄X₇（X=S,Se）,ATeMoO₆（A=Mg,Zn和Cd）,ABX₃（A=Cs,Rb;B=Ge,Cd;X=Cl,Br和I）等。与紫外深紫外非线性光学外材料相比,红外非线性光学材料仍然相对较少,需要设计和合成更多红外非线性光学材料以满足需求。本文采用基于第一性原理的软件包ABINIT并使用Berry-phase方法计算了非极性光学材料ATeMoO₆（A=Mg,Zn和Cd）的宏观极化率、折射率、双折射率和二阶非线性光学系数。利用有限场方法计算了不同原子电荷随着外电场的变化而不断变化的情况,计算了Born有效电荷以及Mulliken布局分析,进而研究了ATeMoO₆材料光学响应的微观起源,以及不同的阳离子变化对材料宏观光学效应的影响机制。研究结果表明共价键对材料的折射率和倍频效应起着重要作用,Te-O和Mo-O共价键中各向异性电子分布对光学各向异性双折射率起主要作用。此外本文还利用有限场方法结合密度泛函理论方法,初步计算了一类红外非线性光学材料CsGeX₃（X=Cl,Br和I）的线性和二阶非线性光学性质,并使用Born有效电荷、原子电荷随外场的变化以及倍频效应密度方法分析了材料中影响折射率、双折射率、倍频效应的关键机制。计算获得的结果与实验值完全吻合。研究结果表明费米能级附近的不均匀电荷密度分布是孤立电子对。孤立电子对不均匀电荷分布促使锗-卤素多面体发生扭曲。研究结果表明锗和卤素原子对光学各向异性双折射率和倍频效应起主要作用。