采用提拉法，首次生长了没有宏观缺陷、光学均匀性较好的系列镁锰铁掺杂铌酸锂晶体。在晶体生长过程中，选择了合适的工艺参数(温度梯度、晶体生长速度、晶体旋转速度)，保持了平坦的固液界面，并最大程度地减小了溶质分凝所造成的晶体成分不均匀性。荧光X射线测试结果表明，随着镁掺量的增加，镁的有效分凝系数降低，锰的有效分凝系数变化不大，在1左右，而铁的有效分凝系数略上升。差热分析测试结果表明，Mg：Mn：Fe：LiNbO3晶体的居里温度随着镁掺量的增加升高。晶体的极化温度选择在略高于居里温度5～10℃，极化效果良好。 　　当镁掺量达到6mo1﹪时，Mg：Mn：Fe：LiNbO3晶体的OH-1红外振动吸收峰由低镁掺量的3482cm-1移到3535cm-1附近，说明Mg2+的掺杂浓度为6mo1﹪时已经达到阈值浓度。随着镁掺量的增加，Mg：Mn：Fe：LiNbO3晶体紫外可见吸收光谱的基础吸收边相对发生紫移，当镁的掺杂浓度达到阈值后，它的基础吸收边又发生相对红移。 　　根据晶体的居里温度测试结果、X射线粉末衍射图、晶体的红外光谱和紫外可见吸收光谱，分析了掺杂离子在晶体中的占位情况。镁、锰和铁三种掺杂离子进入晶体后没有新相生成，掺杂离子只能取代Li+、Nb4+Li或Nb5+。锰和铁在镁掺量未达到阈值之前占据锂位，之后占据铌位；镁离子进入晶体首先取代反位铌Nb4+Li，到达阈值浓度后它将同时进入正常锂位与铌位。 　　采用二波耦合和光斑畸变法分别测试了晶体的光折变和抗光损伤性能。 　　以均匀紫外光为开关光，He-Ne激光为记录光，对Mg：Mn：Fe：LiNbO3晶体进行了双光子全息存储实验。根据实验条件，基于带输运模型对双掺杂锰铁铌酸锂晶体双光子全息存储过程中空间电荷场的变化进行了理论分析。在双色存储之前的紫外光预照过程中，为了缩短预照时间，紫外光的强度设定为100mw/cm2；而在双色存储过程中，为了获得大的固定衍射效率，采用较低的紫外光强度，为30mw/cm2。研究了深浅能级锰铁比、晶体的氧化程度和镁掺量对固定衍射效率的影响。还原程度高的晶体和镁掺量接近或超过阈值浓度的晶体不能实现非挥发性全息存储。