本论文从探索几种常见双折射晶体的新性能出发，先后研究了铁电畴翻转对钛酸钡晶体物理性能的影响，钒酸钇单轴晶体的负反射性能以及镁离子掺杂对α碘酸锂晶体生长、形貌、结构和物性的影响。这些基础的科研工作旨在更加全面地认识和掌握这几种双折射晶体的内在特性，为其具有更加广泛的实际应用创造条件。本论文的主要研究结果如下：　　 首先，通过电极化处理，使四方相的钛酸钡晶体获得单畴态，然后利用大的外加机械应力研究了90°铁电畴翻转对钛酸钡晶体压电响应的贡献。压电的静态测试结果显示90°铁电畴翻转对晶体压电响应所产生的贡献要比可逆极化过程对晶体压电响应所产生的贡献高两个数量级。根据钛酸钡晶体的铁电畴翻转模型，四方相钛酸钡晶体的光学显微镜表征、X射线粉末衍射分析、介电性能测试以及拉曼光谱分析结果表明：单畴态的钛酸钡晶体在外加应力作用后，单畴态变为多畴态，由于90°铁电畴翻转，导致了晶体a轴和c轴的相互转换。　　 第二，首次将折射率椭球模型对负折射现象的理论推导拓展到了光的反射领域，一个很有趣的发现是单轴晶体也具有负反射的特性。与负折射现象不同的是，只有当光束沿着单轴晶体向其它介质(如空气)中传播时才能观察到负反射现象。笔者进一步归纳了负折射与负反射现象出现在单轴晶体中的规律，并通过钒酸钇晶体很好地验证了本文的理论分析，并通过实验展示了这种负反射现象。　　 第三，通过水溶液恒温蒸发法生长出了可用于测量光学特性的透明掺镁碘酸锂晶体，发现当镁离子在初始母液中的浓度Cm低于0.001M时，可以生长出最适于进行光学应用的掺镁碘酸锂晶体。电感耦合等离子体发射光谱测试结果显示这种掺镁碘酸锂晶体是一种分凝系数大于1的新体系，晶体的电学性能测试以及偏振拉曼光谱分析表明镁离子掺杂提高了α碘酸锂晶体中载流子的浓度，导致了晶体电导性能的增大。另外，α碘酸锂晶体在镁离子掺杂后介电性能增加，压电性能降低。而进一步的研究结果表明：随着Cm的不断增加，在相同的生长条件下不同浓度的镁离子掺杂会导致包裹体、自发成核的小品粒、四方β相以及丘形外貌的掺镁碘酸锂晶体的出现。