红外非线性光学（Infrared nonlinear optical materials,IR NLO）晶体在红外遥感、环境监测、工业过程控制、生物组织成像、微创医疗手术等许多先进的科技领域有非常重要的应用。目前商业化的红外非线性光学晶体有Ag Ga S2（AGS）,Ag Ga Se2（AGSe）,Zn Ge P2（ZGP）。众所周知,性能优异的非线性光学晶体要具备,较强的二阶非线性效应（Second Harmonic Generation,SHG）、较宽的带隙、较大的激光损伤阈值、合适的双折射率、较宽的透光范围、稳定性良好、以及易生长大尺寸晶体等特征。虽然到目前为止已经研发出了不少的性能优异的红外非线性光学晶体,但还是满足不了需求,与此同时带隙和SHG成反比关系,即当带隙变大时,SHG变小。红外非线性晶体中如何保持带隙和SHG的平衡是研究难题,因此探索性能优异的新型红外NLO晶体仍然是研究的热点。此外,到目前为止一些具有应用前景的红外非线性晶体的非线性性能来源和差异,阳离子对非线性性能的影响机制研究还不明确。因此,在本工作中我们选取在红外非线性领域被认为有应用前景的黄铜矿结构框架的Ga-S体系为研究对象,选典型的正常铜矿结构AIGa S2（AI=Ag,Cu）和缺陷黄铜矿结构AIIGa2S4(AII=Zn,Hg)化合物,采用第一性原理计算方法研究了它们的电子结构、光学性质及不同阳离子和基元对带隙和SHG效应的影响。（1）结果表明,带隙差异的主要原因是A位阳离子在费米面附近d轨道的影响,与此同时,A位阳离子d轨道与S原子p轨道的dp杂化相互作用也影响带隙。此外,在AIIGa2S4体系中,由于AII-S和Ga-S间强的共价性,使Zn Ga2S4和Hg Ga2S4的SHG效应增强。对于双折射率,主要是A位阳离子大小有影响,原子尺寸会导致四面体畸变,从而导致更大的双折射率。更进一步,对不同阳离子的Ga-S体系为研究对象,分析了阳离子对Ga-S体系电子结构和光学性能的影响机制。（2）发现碱金属/碱土金属在费米面附近没有d轨道影响,因此带隙大。此外,A位阳离子与S原子相互作用对电子结构,SHG效应有影响。结合上述化合物研究结果表明:在Ga-S体系中,倍频主要来源于Ga S4四面体,A位阳离子在费米面附近的d轨道对带隙明显的影响,此外,A位阳离子d轨道和S原子的p轨道相互作用对SHG效应有增益影响。上述分析结果表明,在Ga-S体系中A位阳离子在决定光学性质方面起调节作用。