福建物构所相继于1979年和1986年发明出新型非线性光学晶体——低温相偏硼酸锂（β–BaB2O4，简称BBO）和三硼酸锂（LiB3O5，简称LBO）。BBO是世界上第一个具有实用价值的紫外非线性光学晶体，LBO是可见与紫外光区频率变换特别是大功率器件应用的首选晶体，在科学研究以及精密加工、信息通信、医疗、半导体等行业具有广阔应用空间。LBO获1991年度国家技术发明奖一等奖。BBO与LBO晶体材料及元器件研制打破了国外垄断，以该技术为核心孵化出的福晶科技公司，长期保持全球最大非线性光学晶体和激光晶体制造商地位。
理化所经过20余年的努力，在深紫外非线性光学晶体及激光技术方面实现突破，在国际上率先突破非线性光学晶体KBBF（KBe2BO3F2）大尺寸生长技术和精密化、实用化深紫外全固态激光技术，研制出多个系列的实用化、精密化深紫外全固态激光源，并与物理所、大连化物所、半导体所等单位合作研制成功一系列国际首创/领先的深紫外激光前沿科学装备，构建了“晶体—光源—装备—科研—产业化”的完整创新链，标志着我国成为世界上唯一能够制造实用化、精密化深紫外固态激光器的国家。
1984年，金属所在钛镍钒急冷合金中发现具有五次对称的二十面体准晶，有力地论证了准晶的存在，打破了固体材料传统的晶体和非晶体分类标准，为物质微观结构及材料研究打开了全新的研究领域。获1987年度国家自然科学奖一等奖。该成果及后续有关研究工作为推动航空航天准晶热障涂层、太阳能选择性吸收薄膜、准晶复合材料、准晶热电材料等新材料研发及应用积累了理论基础。
β–BaB2O4 晶体
LiB3O5（LBO）晶体
177.3纳米固定波长深紫外全固态激光源
Ti-Ni 准晶相的高分辨电子显微镜图（左）和五次对称衍射图（右）