硼酸盐因其具有丰富的结构类型和优异的光学性能，成为探索紫外以及深紫外光电功能晶体材料的优选体系。本论文主要针对二价金属阳离子硼酸盐氟化物或者氟化硼酸盐体系进行探索及研究，通过晶体结构设计、优化和调控，成功获得3种新的紫外-深紫外硼酸盐化合物，并对其进行了综合性能表征。在合成的3种硼酸盐化合物中，其中包括一例硼酸盐氟化物，该化合物在结构上不仅表现出新颖性，同时还具有较大的倍频效应；并发现了首例具有可逆相变的氟化硼酸盐，为探索新型氟化硼酸盐提供了新的研究思路；此外还发现了首例Ca-Zn复合的深紫外光学晶体，该化合物具有新的基本构筑单元，进一步丰富了硼酸盐的结构化学。1. 非线性光学晶体铅钡硼氧氟的设计、合成与性能研究选取含有孤对电子的Pb2+，并引入碱土金属和电负性较大的F元素，以期获得较短的紫外截止边，基于以上策略，成功设计并制备出一例非中心对称的化合物铅钡硼氧氟：Pb3Ba7B7O20F。该化合物具有独特Pb-B-O框架，既包含一维的Pb-B-O链状结构，同时孤立的PbB3O8基团填充在链与链之间，是首例包含两种不同维度Pb-B-O框架的硼酸盐，在结构上表现出一定的新颖性；通过对其性能测试及表征，该化合物具有较大的倍频效应，约为5倍的KH2PO4 (KDP)，其紫外截止边在286 nm左右，通过计算分析其倍频来源，表明该化合物的倍频效应主要来源于Pb-O多面体和B-O基团的协同作用，为了进一步探讨Pb2+对非线性光学晶体的倍频效应的影响，根据阳离子调控效应，将Pb离子全部替换为Ba离子，从理论上设计了一种同构化合物Ba10B7O20F，根据计算结果，发现Ba10B7O20F的有效倍频系数仅为Pb3Ba7B7O20F的十分之一，从而进一步证明Pb2+离子的孤对电子效应对倍频的重要贡献。2. 首例具有可逆相变的氟化硼酸盐BaB4O5F4光学晶体的合成与表征通过将化合物BaB4O6F2中的一个O原子替换为两个F原子，在高温真空环境下成功合成首例具有可逆相变的氟化硼酸盐，BaB4O5F4。利用单晶衍射仪的粉末衍射功能在不同的温度下收集其粉末衍射数据，发现该化合物存在可逆相变并且相变温度在190~220K之间，此外，BaB4O5F4的阴离子基团含有[BO3]，[BO3F]以及比较罕见的[BOF3]基团，通过核磁共振光谱测试表明，B表现出三种不同的配位环境，从而验证了其结构的准确性。另外，α，β-BaB4O5F4的最小基本结构基元分别为[B16O21F16]和[B4O6F4]，并分别相互连接形成一维的链状结构，通过调研发现，化合物BaB4O5F4两个相的最小构筑单元均未被报道，丰富了氟化硼酸盐的结构化学，通过计算分析，该化合物表现出较大的带隙(>8.3 eV)，并且具有适中的双折射率(Δn>0.04 @1064)，有望成为潜在的深紫外双折射材料。3. 首例具有结构新颖性Ca-Zn复合硼酸盐的合成与性能表征通过高温溶液法成功获得了首例Ca-Zn复合的硼酸盐，该化合物的阴离子框架是由两个[B4O9]基团通过氧原子相互连接形成[B8O17]基团，然后相互连接形成了三维的网状结构，有趣的是，两个三维网状结构相互穿插形成了最终的阴离子框架。根据文献调研，文中所报道的[B8O17]基团在[B8On](n=16,17,18,21)系列化合物中表现出独特的新颖性，进一步丰富了硼酸盐的结构化学，此外，两种独立相互穿插的三维结构在硼酸盐中也比较少见，根据漫反射测试结果可知，该化合物具有较短的紫外截止边(<195 nm)，此外，第一性原理计算表明该化合物具有适中的双折射率。