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SiC晶体是一种重要的宽禁带半导体材料，因其具有高的热导率、高的电子漂移速率、高的击穿场强以及稳定的物理化学性质等优点，而被广泛应用于高温、高频以及大功率电子器件中。目前已发现的SiC晶型有200多种，其中4H-和6H-SiC晶体已实现商业化供应，它们均属于6mm点群，存在二阶非线性光学效应，半绝缘型SiC晶体在可见和中红外波段有较高的透过率。因此，基于SiC晶体研制的光电器件非常适合应用在高温、高压等极端环境中。半绝缘型4H-SiC晶体已被证实是一种新型的中红外非线性光学晶体，相比于常用的中红外非线性光学晶体而言，SiC晶体由于晶体具有宽的禁带宽度(3.2eV)、高的热导率(490W/m·K)以及Si-C之间具有较大的键能(5eV)，使得SiC晶体具有高的激光损伤阈值。因此，半绝缘型4H-SiC晶体作为非线性频率变换晶体，在输出高功率的中红外激光方面具有明显的优势。由此可见，在高功率激光领域，SiC晶体是一种具有广阔应用前景的非线性光学晶体。但目前基于SiC晶体的非线性性能以及相关应用方面的研究尚未完善。本工作以4H-和6H-SiC晶体的非线性光学性质为主要研究内容，旨在解决SiC晶体在非线性光学性质方面的若干基本问题，从而推动SiC晶体在非线性光学领域的应用。从理论和实验上开展了一系列的相关工作，主要研究结果如下: 第一，研究了SiC晶体基本的非线性光学性质。测试了4H-和6H-SiC晶体在可见和中红外波段(404.7nm～2325.4nm)的变温折射，并拟合出了变温折射率的Sellmier方程，采用单振子模型理论对热光系数的色散做出了理论解释;研究了热光效应对4H-和6H-SiC晶体的相位匹配的影响，结果表明4H-SiC晶体的相位匹配不受温度的影响，而6H-SiC晶体依然不能实现温度相位匹配条件。另外，利用Maker条纹法测试了半绝缘型4H-SiC晶体的倍频系数。 第二，研究了4H-SiC晶体的飞秒光参量产生和放大性能。理论分析了4H-SiC晶体在800nm飞秒激光泵浦下的相位匹配、群速度匹配、最佳非共线角度和最佳晶体长度等。利用钛宝石激光器输出的波长800nm的飞秒激光作为泵浦源，采用两级光参量放大技术，利用3.1mm厚的半绝缘型4H-SiC晶体作为非线性光学晶体，在90°相位匹配下，首次在实验上获得了中心波长为3750nm、单脉冲能量高达17μJ、脉冲宽度为70fs的脉冲的中红外激光。利用532nm的飞秒激光作为泵浦光，利用SiC晶体90°相位匹配下，通过光参量产生输出中心波长在603nm的信号光。 第三，研究了半绝缘型4H-SiC晶体作为非线性光学介质的光谱展宽性能，实验结果发现其展宽的光谱的半高宽随着晶体长度和入射到晶体中的激光功率密度的增加而呈线性增大，可以很好利用自相位调制原理进行解释，主要由于晶体的折射率随入射光强度不同而造成的。同时分析了在飞秒时间尺度内，SiC晶体的非线性折射率可能主要归因于晶体中的束缚电子和导带中的自由电子;并采用z扫描技术初步研究了SiC晶体在532nm激光下的非线性吸收和非线性折射率性能。