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本论文主要研究几种新型硼酸盐非线性光学晶体材料,其中具体工作包括三个方面:CsB3O5(CBO)晶体的研究;Ca5(BO3)3F (CBOF)晶体的研究,硼酸盐体系新化合物的探索研究。1. CBO晶体的研究本部分主要对助熔剂法生长CBO晶体进行了研究。找到了两类适合CBO生长的助熔剂,即碱金属氟化物和碱金属氧化物。用碱金属氟化物作助熔剂,研究了LiF-CBO和NaF-CBO二元体系相图,确定CBO的生长区域,在LiF-CBO体系中,生长区域为:LiF含量在0-42mol%体系中,温度为825-709℃;在NaF-CBO体系中,生长区域为:NaF的含量为0-40mol%,温度为825-690.5℃。测量了这两个体系的挥发度。用不同比例的助熔剂进行了生长实验,确定了合适的生长比例。用碱金属氧化物作助熔剂,在Li2O-Cs2O-B2O3和Na2O-Cs2O-B2O3体系中,确定了CBO晶体的生长区域,通过调节合适的助熔剂比例,能够长出了透明CBO晶体。对散射颗粒进行了观察和研究,用半导体激光器检测,发现用LiF和NaF作助熔剂生长出的晶体有散射颗粒,用Li2O和Na2O可以长出无散射颗粒的晶体。用扫描电镜观察了散射颗粒形貌和尺寸,确定散射颗粒主要为包裹体。2. Ca5(BO3)3F晶体的研究本部分详细地研究了Ca5(BO3)3F高温固相合成的方法,预烧温度高于600℃,最终烧结温度在1000℃时,能够合成Ca5(BO3)3F的多晶粉末。差热分析表明:CBOF为非同成分熔融化合物,我们尝试采用助熔剂法进行生长。通过实验我们找到了能够长出CBOF晶体的三种助熔剂LiF,LiF-B2O3-CaO体系,LiF-CaMoO4体系。采用粉末倍频测试方法,测得CBOF可实现1064nm→532nm波长的相位匹配,其粉末倍频效应约为KDP的2倍。透过光谱研究发现,CBOF有较宽的透过范围,紫外吸收边为190nm,红外透过在3000nm以上,CBOF晶体有可能是一种潜在的紫外非线性光学晶体。3.硼酸盐体系新化合物的探索本部分研究了Cs2O-BaO-B2O3三元体系,发现了新化合物CsBaB3O6,该化合物固相合成温度在700℃左右,为非同成分熔融,我们用CsF作为助熔剂成功的长出了CsBaB3O6单晶。对其结构进行了解析:该化合物属于六方晶系,空间群为P321,a= 12.469(3)?, c=7.444(3)?,α=90.00°,γ=120.00°, V = 1002.3(5)?3, Z = 6。该晶体的倍频效应很小,在倍频实验中观察不到。该晶体的紫外截至边在190nm左右(与BBO相当)。同时我们初步探索了Rb2O-BaO-B2O3体系,发现了Rb-Ba-B-O化合物,其晶体结构正在解析当中。通过高温固相反应,在950℃时我们合成了Sr2MgB2O6。差热分析表明该化合物熔点较高,在1220℃以上,我们用助熔剂SrF2-LiF体系长出了Sr2Mg(BO3)2晶体,对晶体进行了结构解析,该晶体属于单斜晶系,空间群为C2/m,晶胞参数:a =9.038(9)?, b =5.150(6) ?,c=6.106(6) ?,α=90.00°,β=118.72(6)°,γ= 90.00°,V = 249.2(4) ?3,Z = 2,该晶体的紫外吸收边在185nm以下。另外,我们发现了一种新的硼酸盐化合物Na3Ba2B6O12F,该化合物固相合成温度在700℃左右,差热分析表明,该晶体为同成分熔融化合物,熔化峰值为804.82℃,我们采用缓慢降温的方法得到了其单晶。对其结构进行了解析,表明该化合物属于六方晶系,空间群为P63/m,单胞参数为a = 7.3471(3)?,c = 12.6052(5) ?,α=90.00°,γ= 120o,V=589.27(4) ? 3,Z=2。