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本文使用第一性原理计算方法对镧系卤化物材料的结构、弹性、电子、振动等物理性质进行了理论设计与调控,并采用了“基质+杂质”的分层描述手段予以实现。沿着这样的研究思路和设计思想,本文的研究内容可以细分为两个层面:1)基质优化:通过计算镧系卤化物基质物理性质对基质成分的依赖关系形成对镧系卤化物基质的理解,以建立可供实验学家参考的成分与物理性质关联的调控与优化方案;2)掺杂调控:通过研究掺入基质晶格的杂质离子对基质物理性质的影响以及基质晶格对杂质离子光谱能级的影响,以达到对掺杂光学材料的整体调控与设计。本论文的主要内容可具体概括为以下5章:第一章,我们首先简单介绍了镧系卤化物的一些具体应用,接着通过文献调研指出了纯粹的试错型实验研究方法将面临诸多的困难,例如药品试剂的浪费,从而引发了本文工作的研究动机。第二章主要介绍了当前计算工作中我们所使用的两种研究方法学:杂化密度泛函理论和晶体场理论,具体的描述已包含了这两套理论的理论基础和对应的物理图像,最后详细介绍了CRYSTAL09第一性原理计算软件的使用与输入甲板控制等。第三章,我们聚焦在镧系卤化物基质的研究上,因而选择了Cs2NaLnX6、LnF3、LnOCl（Ln=La-Lu;X=F,Cl,Br,I）以及LnX2（Ln=La-Yb;X=F,Cl,Br,I）四个体系,并对他们实施了杂化密度泛函计算,最终通过计算取得了这些化合物的几何结构、弹性、电子和振动性质等:1)镧系卤化物的晶格常量与镧系原子序数呈线性减小趋势,这是因为镧系收缩效应所导致;2)镧系卤化物的弹性系数和声子能量随着镧系原子序数的增大而变大,这可以理解为镧系材料从镧到镥将变得越来越硬。第四章,我们将转换焦点至杂质效应的研究,并通过选取两个典型的例子以显示我们对杂质调控的理解:1)使用杂化密度泛函理论研究固溶体Ln1-xLnx’F3（Ln=La-Pm;Ln’=Sm-Lu）在不同混合浓度x下体系将在Pnma和3?(8（81两种晶相中选择哪一种作为其最稳定的结构形式;2）使用晶体场理论框架下的电荷交换模型,计算了Mn4+离子在Rb2HfF6以及Cs2HfF6基质中的光谱能级及他们相对于基质价带的位置。第五章,我们最后总结了镧系卤化物光学材料物理性质的整体调控与设计方案,期盼所得到方案可供实验学家参考。