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偏硼酸钡可以以多种物理形式存在，当它呈现为晶体形态时，是一种非线性光学材料。偏硼酸钡晶体具有双折射性质，这意味着光轴方向的偏振光和垂直光轴方向的偏振光在晶体中的折射率不同。特别是在紫外（210-450nm）区域，偏硼酸钡晶体具有高透过率，这使得它在某些光学应用中特别有价值。偏硼酸钡具有较强的化学稳定性和适中的硬度，这使得它适合用于制造各种光学元件。
主要优点：宽透光波段 高倍频系数和阈值功率 高激光损伤阈值 良好的物理化学性能 双折射性质。
主要应用领域：激光技术、光学元件制造、科研实验、工业应用。
硼酸铋晶体（BiB3O6，BIBO）是一种新开发的非线性光学晶体。它具有较大的有效非线性光学系数，高损伤阈值及不易潮解等特性。其非线性光学系数比LBO晶体高3.5-4倍，比BBO晶体高1.5-2倍，是一种可用于制造蓝光激光器的优良倍频晶体。
主要优点：透光范围 286-2500nm,有效非线性光学系数大,高损伤阈值,不易潮解，物化性能稳定。
应用领域：BIBO晶体在激光频率转换、倍频、和频等过程中具有广泛应用。其高倍频转换效率（可达60%~70%）使其成为产生蓝光等短波长激光的重要材料。在激光测量和光学调制等方面也有重要应用。
HGTR-KTP晶体，又称为高抗灰迹磷酸氧钛钾晶体，是一种综合性能优良的电光晶体。HGTR-KTP（高抗灰迹KTP） 晶体具有优良性能的非线性光学特性，容许温度匹配和容许角度匹配范围大，抗灰迹、抗光损伤阈值高，化学、机 械性能稳定等特性，HGTR-KTP主要用于钕激光的二倍频产生绿光以及用于集成NLO和EO设备的光波导。同时可用 于激光倍频、和频、差频、参量振荡以及光波导器件、电光调制器、电光开关和脉冲拾取等相关领域，在军事科研 、医疗、海洋光学、激光武器和环境遥感监测等领域具有广泛的应用。
主要优点：高抗激光损伤，高抗灰迹性能,高光学质量，SHG相位匹配角度(1064-532nm)：23.4°(25℃)，电导率：10-10/Ω·cm量级，畴结构：单畴。
应用领域：在固体激光器中作为倍频、和频、差频等非线性光学过程的介质，产生短波长激光。在光学参量振荡器（OPO）中作为非线性光学介质，实现宽调谐激光输出。应用于高功率、高重频激光器件中，如激光武器、激光雷达等。
KDP(KH2PO4)晶体是一种综合性能比较优良的非线性光学材料，被广泛地应用于激光变频、电光调制和光快速开关等高科技领域，是大功率激光系统的首选材料，也被广泛用于普克尔盒、光电Q开关(Nd:YAG，Nd:YLF，Ti:Al2O3、翠绿宝石作为光源的激光)，氘化的DKDP晶体是最常用的电光晶体 。它们是现阶段最适合的用于制造低成本和大尺寸成品非线性元件，适用于二倍频(SHG)和三倍频(THG)。
主要优点：非线性光学系数较低，宽的透明范围，低损耗、良好的光学均匀性，优秀的温度稳定性高损伤阈值。
应用领域：用于Nd:YAG、Nd:YLF等激光器的倍频过程，产生短波长激光，在医用激光器中，如眼科手术和皮肤科治疗中发挥作用
KTA晶体(KTiOAsO4,砷酸钛氧钾),是一种用于光参量振荡(OPO)极好的非线性光学晶体。基于KTA晶体的OPO器件是可靠的可调谐固体激光辐射源，能量转换效率可达在50%以上。此外，KTA晶体比KTP晶体具有更大的非线性光学系数和电光系数以及更高的损伤阈值，并且在2.0-5.0μm 波段的吸收显著降低。
主要优点：非线性光学系数大 ，转换效率高， 宽角度和温度带宽，低介电常数
应用领域：KTA晶体是光学参量振荡器（OPO）中的关键材料之一，KTA晶体在红外光谱分析、激光医疗、激光加工等领域也有潜在的应用价值。
KTP晶体（磷酸钛氧钾KTiOPO4）的非线性系数大，温度敏感性低，机械性能良好，不潮解，是非线性晶体中综合性能最好的晶体之一，在商业和军用激光里被广泛使用，包括实验室和医学系统, 射程探测器，激光雷达，光通信和工业激光系统。
主要优点：高光学非线性系数、宽透光范围、高热稳定性、低吸收损耗和高激光损伤阈值、良好的机械和化学稳定性
应用领域：频率转换、光调制器、光纤通信、医学、工业和科研
LBO晶体的中文名称是：三硼酸锂晶体（LiB3O5 or LBO）是一种极佳的非线性光学晶体，是目前应用比较广泛的一种倍频器件，其晶体内部光学均匀性良好、透过波段比较宽，具有较高的匹配效率和激光损伤阈值。
主要优点：可透光波段范围宽（160—2600nm），光学均匀性好（δn≈10-6/cm），内部包络少，倍频转换效率较高(相当于KDP晶体的3倍），高损伤域值（脉宽为1.3ns的1053nm激光可达10GW/cm2)，接收角度宽，离散角度小，I,II类非临界相位匹配（NCPM）的波段范围宽，光谱非临界相位匹配（NCPM）接近1300nm。
应用领域：用于Nd:YAG、Nd:YLF等激光器的倍频、三倍频和四倍频过程，产生短波长激光。在光学参量放大器（OPA）和光学参量振荡器（OPO）中作为非线性光学介质，实现宽调谐激光输出。在连续波（CW）和准连续波（QCW）激光器中用于频率转换。
碘酸锂（LiIO3）晶体是一种工业应用较早的非线性晶体。该晶体有较高的非线性系数，可作为中低功率激光的二，三倍频和混频使用。
主要优点：高非线性光学系数，宽透明范围，相位匹配范围广，折射率温度稳定性较好，低损坏阈值。
应用领域：LiIO3晶体广泛应用于倍频器、和频器等非线性光学器件中，用于将红外激光转换为可见光或其他波长的激光，可用于制作电光调制器、光开关等器件，实现光信号的快速调制和切换。
LiNbO3（铌酸锂）非线性晶体为负单轴晶体，空间群为R3c（C9），透光范围为400~5000 nm，还有有效非线性系数大、物化性能稳定和不易潮解等优点。被广泛用作波长大于1000 nm的双频激光器和1064 nm光学参量振荡器(OPOs)泵浦以及准相位匹配（QPM）设备。
主要优点：体积小,不容易潮解；高温稳定性,大电光系数,透明范围广,高电光效率,低吸收损失,低损伤阈值,稳定的机械和化学性能。
应用领域：可以制造出高性能的电光调制器、光学开关、光学倍频器，在光纤通讯系统中，LiNbO3晶体可用于制作光放大器、光衰减器等器件。
LiTaO₃（钽酸锂）是一种具有优异电光、压电和非线性光学特性的晶体材料，常用于光通信、电光调制器、激光器和声表面波器件等。
主要优点：电光效应强、高压电系数、热稳定性好、宽透光范围
应用领域：光通信、精密传感、激光技术、医疗设备、声表面波器件
掺杂MgO的LiNbO3，晶体较未掺杂LiNbO3，晶体具有高的光损伤阈值和高的非线性转换效率，而且掺杂可以使拉曼散射截面增加和声子模损耗减小。与LiNbO3晶体相比，MgO:LiNbO3 晶体在掺Nd激光器中的NCPM倍频、混频和光参量振荡的应用中有其独有的优势。MgO:LiNbO3晶体被广泛地应用于光参量振荡（OPO）、光参量放大（OPA）、准相位匹配及集成光波导中。
主要优点：高损伤阈值，室温下非临界相位匹配，宽透射范围，优良的电光和非线性特性，优良的机械和化学特性。
应用领域：广泛应用于参量振荡器、倍频器、光参量放大器等非线性光学器件中，还可用于制作传感器、声表面波器件等电子器件，在微波技术、电子对抗等领域也有潜在的应用价值
RTP（磷酸钛氧铷）晶体（RbTiOPO4 )晶体与KTP晶体是同形异构晶体，其在非线性和电光应用中被广泛使用。RTP晶体具有很高的损伤阈值（相当于KTP晶体的1.8倍）；高电阻率, 高重复频率， 不易潮解以及当电信号高达60kHz时仍不会出现诱导压电效应 ；其透射波段范围为350nm—4500nm。
主要优点：不潮解，体积小，高电阻率，高消光比，无压电效应，透明范围广，高损伤阈值，高温稳定性，低半波电压，适用于高频操作，稳定的机械和化学性能，较大的非线性光学和电光系数
应用领域：广泛应用于各种激光器中，医疗领域，RTP晶体被用于制造激光医疗设备，如激光手术刀、激光治疗仪等。
三硼酸氧钙钇,YCa4O(BO3)3(YCOB)晶体为一种非线性晶体，其非线性光学系数与LBO和BBO晶体相当，具有稳定的物化性能(不潮解)和良好的机械加工性能，并且可以通过提拉法在较短的周期内获得，已成为目前研究最为广泛的非线性光学晶体之一。由于Y可以和大多数稀土激活离子以任何比例替换，使晶体同时具备激光和非线性光学性质从而成为激光自倍频晶体。
主要优点：高光学质量，透光波段宽、相位匹配范围大、损伤阀值高、不潮解。
应用领域:YCOB晶体还可用于光学频率转换、光学参量振荡器、光学调制器等领域。
磷化锗锌晶体是一种高效的中红外非线性光学晶体材料，其透光范围为0.76~12.0 μm，可应用于光学参量放大器(OPA)、光学参量振荡器(OPO)、二波耦合(SHG)和四波耦合(FHG)等中红外波段领域。
主要优点：较大的非线性系数，较高的激光损伤阈值，较高的热导率，稳定的机械性能，较宽的相位匹配范围。
应用领域：ZGP晶体在激光频率转换、光参量振荡（OPO）、差频产生（DFG）等方面具有广泛应用，可用于红外激光定向干扰、红外遥感、激光雷达等设备中，具有重要的战略意义。