吴以成在新型非线性光学材料探索、晶体生长及非线性光学特性研究、晶体结构与非线性光学性能相互关系等方面取得多项成果。与合作者一起发明了LiB3O5（简称LBO）、CsB3O5（简称CBO）、La2CaB10O19（简称LCB）等多种非线性光学晶体。LBO晶体已广泛应用于激光技术领域，是适合用于高平均功率全固态激光器的二、三倍频晶体，被美国《激光与光电子学》杂志评为1989年度国际十大激光高技术最佳产品之一。