在本博士论文中主要进行了两方面的工作:　　一方面，利用第一性原理计算的方法以钼亚碲酸盐晶体为代表研究了非线性光学晶体中非线性光学效应和固有偶极矩之间的关系，以及系统地评估了碱金属/碱土金属铍硼酸盐在深紫外非线性光学应用的前景。钼亚碲酸盐晶体的研究证明了非线性光学效应和固有偶极矩之间并不存在必然的联系;基于价键理论提出了“柔性偶极矩模型”，证明了非线性光学效应是由体系在外部光电场扰动下产生诱导偶极矩的能力，而不是固有偶极矩决定。碱金属/碱土金属铍硼酸盐评估的结果显示，由于受到相位匹配能力的限制，除KBBF(KBe2BO3F2)族晶体外，其他晶体都不能实现深紫外倍频谐波输出;明确指出折射率色散对于深紫外非线性光学晶体是一项重要的性能指标;通过KBBF和NaBeB3O6的比较显示，KBBF中的电子跃迁相对局域，主要发生在[Be2BO3F2]∞层内，折射率色散较弱，而NaBeB3O6晶体密实的三维骨架结构导致的高度离域化的电子跃迁，使得其折射率在接近吸收边处色散严重，限制了其深紫外倍频输出能力;指出低维的结构能够降低接近吸收边附近的折射率色散，更有利于改善深紫外波段的相位匹配能力。该部分工作不仅澄清了非线性效应的起源问题，也为探索深紫外倍频晶体提供了理论支持。　　第二方面，结合硼酸盐晶体优异的光学性质，探索了硼酸盐在力学和热学方面的新应用。首先，利用高压同步辐射、变温X射线衍射以及第一性原理计算的方法，研究了KBBF族晶体的压缩行为和热膨胀行为。在KBBF晶体中发现了罕见的面负压缩性质，以及在KBBF、RBBF和CBBF晶体中发现了面负热膨胀性质。第一性原理计算证明KBBF族晶体反常的力学和热学行为主要来源于晶体内部高度各向异性的原子排布。基于KBBF晶体的负压缩行为，提出了其在应变转换以及深紫外声光器件中的新应用。第二，利用变温X射线衍射以及第一性原理计算的手段研究了立方相方钠石笼结构Zn4B6O13(ZBO)低温下的热膨胀行为。研究发现ZBO晶体在270K以下存在少见的内秉各向同性的近零膨胀性质，声子振动分析以及粉末结构精修揭示其近零膨胀行为来源于被强的Zn-O键固定的[B24O48]方钠石笼结构。光学透过测试表明，ZBO的透光范围几乎覆盖了整个紫外，可见以及近红外波段，其中其紫外截止边(217nm)是所有零膨胀材料中最短的。另外ZBO具有好的热稳定性，高的力学强度以及优良的热传导特性。综合其优良性能，ZBO在应用于低温下的高精度光学仪器中具有潜在的应用价值。对硼酸盐反常力学和热学性质的研究工作突破了多年以来对硼酸盐光学性质的研究，拓宽了硼酸盐晶体的应用领域，对于硼酸盐晶体的新性质、新功能、新应用的探索具有重要意义。