含有Sn2+的晶体材料，因带有强立构化学活性的孤对电子效应，会产生强的光学性能增益。因此这类Sn2+基晶体材料成为了当前探索大双折射以及非线性光学晶体材料的研究热点。本论文以探索含有Sn2+的硼酸盐卤化物为研究基础，分析和研究双折射功能基元为重要研究内容，并将Sn2+配位多面体作为双折射功能基元的理论拓展到磷酸盐、硫酸盐、卤化物等体系，设计、筛选、合成一系列含有Sn2+且性能优异的双折射晶体材料。经过探索和挖掘，成功获得10例含有Sn2+的新化合物，其中一半新化合物都具有优异的双折射性能（大于0.1@546 nm）。对这些化合物进行了结构对比与分析、性能表征以及理论计算，具体研究成果如下：1. 基于碱土金属硼酸盐设计合成含孤对电子阳离子的大双折射晶体为了得到大双折射材料，科学家们一直在寻找优秀的双折射功能基元。首例锡硼酸盐氯化物—Sn2B5O9Cl，在偏光显微镜下具有大双折射率（大于等于0.168@546 nm）。其双折射率是同构Ba2B5O9Cl化合物（0.010@546 nm）的16倍左右。研究结果表明，双折射增益主要来自于Sn2+配位多面体[SnO7Cl2]—优异的双折射功能基元。因此，利用Sn2+代替其相同结构硼酸盐中的碱土金属，可以产生明显双折射增益。这一策略将指导未来大双折射晶体材料的发现。2. 卤素对Sn2+孤对电子效应硼酸盐光学性能影响Sn2B5O9Br是一种具有优异线性和非线性光学性能的双功能晶体材料。Sn2B5O9Br在目前已报道的硼酸盐中展现了最大的双折射率（大于等于0.439@546 nm），甚至超过了商业化双折射材料YVO4和TiO2。同时，它还具有较强的二次谐波（SHG）响应，是KH2PO4的2.4倍。理论计算表明，其光学特性主要来自于强孤对电子效应的[SnO7Br2]多面体，另外，从Sn2B5O9Cl到Sn2B5O9Br，双折射率和非线性效应分别提高到2.6倍和4.8倍。卤素对孤对电子效应的影响将指导和加速在锡基化合物中探索优异的双折射和非线性光学晶体。3. 筛选和生长二元紫外双折射晶体材料—α-SnF2简单二元卤化物α-SnF2是性能优异的双折射晶体，在546 nm处的双折射率大于等于0.177，约是MgF2的14倍。与YVO4和TiO2相比，它的优势在于更短的紫外截止边，更低的晶体生长温度。为了分析孤对电子效应的强度和排列方式，我们建立了一种新的理论计算模型（SCB），用于分析了孤对电子效应对双折射率的贡献。发现α-SnF2的大双折射率主要来自于带有强孤对电子效应的[SnF5]多面体的一致排列。综上所述，α-SnF2双折射晶体是十分有前景的紫外双折射晶体材料。4. 非π共轭体系磷酸盐中带有层状结构的大双折射晶体材料在Sn-P-O-X体系中，通过在密闭体系下高温溶液法自发结晶，得到Sn2PO4I新化合物。此外，对Sn2PO4Br和Sn2PO4I化合物进行晶体生长，得到毫米级的晶片，并对Sn2PO4X (X = Cl, Br, I)系列化合物的光学性能进行表征，结果表明Sn2PO4X系列化合物具有大于0.2@546 nm的双折射率，其中Sn2PO4Br双折射率大于等于0.332@546 nm，Sn2PO4I双折射率更是大于等于0.654@546 nm。其大双折射率来自于含有强的立构化学活性Sn2+的一致排列，这种类KBe2BO3F2的层状结构有利于孤对电子的共平面排列。Sn2PO4Br和Sn2PO4I是在短波长和可见光领域极具应用前景的双折射晶体。5. Sn2+配位多面体类型和排布的多样性对双折射率影响通过对Sn-B-O-X (X = Cl, Br)进一步探索和挖掘，我们发现两例带有丰富阳离子多面体链接方式的锡硼酸盐卤化物，Sn3B3O7Cl和Sn3B3O7Br。在Sn3B3O7Cl 的结构中[Sn1O3Cl]、[Sn2O3]、[Sn3O2Cl]相互共边链接形成独特的[Sn3O4Cl]∞的一维链状结构。而孤立的[B3O7]阴离子基团，填充在链状结构[Sn3O4Cl]∞的空隙中。而在Sn3B3O7Br结构中，阴离子基团为一维结构的[B3O7]∞链，阳离子多面体基团也与Sn3B3O7Cl完全不同，[Sn1O3]和[Sn2O3]共边链接形成[Sn2O4]∞的一维链状结构，而[Sn3O2Cl]两两共边聚合形成孤立的[Sn2O2Cl2]基团。可见，化合物虽分子式相似，但二者结构中的阴离子基团和阳离子多面体的链接方式迥然不同，从而产生了双折射性能的差异。6. Sn2+配位多面体双折射功能基元在卤化物和硫酸盐体系的推广为了进一步在其他体系中推广含Sn2+配位多面体双折射功能基元产生双折射增益这一理论，在卤化物体系中发现四例新化合物—(NH4)3SnCl5、Rb3SnCl5、NH4Sn2Cl5和RbSn2Cl5，在硫酸盐体系中发现一例新化合物Rb3Sn2(SO4)2Cl3。通过对双折射性能、晶体结构和理论计算的分析，这五例含Sn2+化合物的双折射性能同样是由Sn2+配位多面体主要贡献，进一步验证了这一规律的普适性。通过对四例卤化物构效关系分析，发现具有二维层状结构的Sn2+化合物的双折射性能更加优异。另外，发现RbSn2Cl5拥有较大双折射率，紫外截止边为320 nm左右，是非常有应用前景的紫外双折射晶体材料之一。