隨著科技的發展，光感技術，激光技術得到越來越廣泛的應用。生活水平的提高也使得人們對傳統的晶體光學折變特性提出了更高的要求，例如偏振鏡，濾光鏡等等應用場合越來越多。此外光存儲光傳輸等技術也以驚人的速度在普及。因此光學儀器和材料成為了一個非常具有前景的發展領域。

　　在光學領域中關鍵材料是光學晶體，按照用途可以分成光電晶體、聲光晶體、激光晶體、光折變晶體、非線性晶體等。它主要是指應用于光學回路中的晶體，如棱鏡，透鏡，濾鏡，偏光以及相位補償鏡等，在光學回路中的發射，處理和接收等多個環節都有廣泛應用。

　　

　　常用的光學單晶有：

　　1、鹵化物單晶：

　　分為氟化物單晶，溴、氯、碘的化合物單晶，鉈的鹵化物單晶。氟化物單晶在紫外、可見和紅外波段光譜區均有較高的透過率、低折射率及低光反射系數；缺點是膨脹系數大、熱導率小、抗沖擊性能差。溴、氯、碘的化合物單晶能透過很寬的紅外波段，其熔點低，易于制成大尺寸單晶；缺點是易潮解、硬度低、力學性能差。鉈的鹵化物單晶也具有很寬的紅外光譜透過波段，微溶于水，是一種在較低溫度下使用的探測器窗口和透鏡材料；缺點是有冷流變性，易受熱腐蝕，有毒性。

　　

　　2、氧化物單晶：

　　主要有藍寶石（Al2O3）、水晶（SiO2）、氧化鎂(MgO）和金紅石（TiO2）。與鹵化物單晶相比，其熔點高、化學穩定性好，在可見和近紅外光譜區透過性能良好。用于制造從紫外到紅外光譜區的各種光學元件。

　　

　　3、半導體單晶：

　　有單質晶體（如鍺單晶、硅單晶），Ⅱ-Ⅵ族半導體單晶，Ⅲ-Ⅴ族半導體單晶和金剛石。金剛石是光譜透過波段最長的晶體，可延長到遠紅外區，并具有較高的熔點、高硬度、優良的物理性能和化學穩定性。半導體單晶可用作紅外窗口材料、紅外濾光片及其他光學元件。