本文采用中频设备加提拉法，通过优化晶体生长的工艺参数(温度梯度、晶体生长速度、晶体旋转速度等)，生长出无宏观缺陷和均匀透明的掺镁铁近化学铌酸锂晶体和不同锂铌比的掺镁铁铌酸锂晶体。讨论了晶体在生长和极化过程中的开裂原因，并提出了解决办法。 生长出来的LiNbO3晶体并没有因为掺杂和锂铌比的增加而在晶体中出现新相，其结构仍为三方晶系，但由于掺入的Fe2+/Fe3+和Mg2+的半径与LiNbO3晶体中的离子半径有一定差别，从而引起使晶胞的大小、形状及原子位置都发生微小变化，表现在掺杂晶体的某些晶面的增减。通过对双掺镁铁铌酸锂晶体紫外光谱吸收边、红外光谱吸收峰和热差分析随掺镁或Li/Nb比的变化而发生移动的规律研究，确定了Mg在晶体中的阈值浓度及掺杂离子的占位。认为掺Mg量没有达到阈值浓度时，Fe离子取代正常晶格中的Li位，而Mg离子占据反位铌Nb4+Li。随着掺Mg量的增加，一部分Fe离子被Mg离子排挤出锂位而占据Nb位。当晶体中掺镁量达到或超过阈值浓度时，在晶体中的反位铌Nb4+Li被完全取代后，一部分Mg离子和绝大部分Fe离子开始进入正常的Nb位。 晶体的双折射梯度测试结果表明，对于掺镁铁近化学计量比或不同Li/Nb比的LiNbO3晶体，随着掺镁量或Li/Nb比的增加，晶体的双折射率梯度都明显增加。它们的双折射率梯度均达到了10-5cm-1的数量级，说明所生长晶体都具有良好的光学质量。 利用二波耦合光路，系统地对晶体的全息性能进行了研究，研究结果显示，无论是对近化学计量比还是Li/Nb变化的LiNbO3晶体来说，随着掺镁量的增加或Li/Nb的增加，衍射效率、响应时间常数、擦除时间常数、动态范围等都呈现出减少的趋势，光电导的增加是引起上述参数变化的主要原因。 通过信噪比损失系数来对全息存储图像的质量进行评价研究，结果表明掺镁或提高锂铌比均可以降低晶体的信噪比损失系数，提高全息存储的像质。经过氧化处理后的晶体，信号光散射噪声对存储图像质量的影响要小于生长及还原态晶体。 采用Mg(4mol％)：Fe(0.03mass％)：LiNbO3(Li/Nb=0.98)晶体作为存储元件，对晶体进行了存储和相关识别实验，在单点中实现了100幅平面全息图像的存储与相关识别，存储的图像衍射效率基本上相同，并且相干峰光斑畸变小，为大容量的全息存储提供了有利条件；通过对库中和库外图像的识别，识别准确率达到了100％。 研究结果表明掺杂或改变铌酸锂中的锂铌比的确可以有效调节晶体的全息存储性能。在降低晶体中的扇形噪声的前提下，高锂铌比、掺镁的双掺铌酸锂晶体是一种优良的光学体全息存储介质材料，具有重要的实际应用价值。