光学体全息存储技术以其存储容量大、读写速度快等优势成为新兴存储技术的佼佼者。铌酸锂晶体是目前实现体全息存储技术的关键材料，然而在全息光栅记录过程中铌酸锂晶体所产生的光损伤一直制约其在体全息领域的进一步应用，在铌酸锂晶体中掺入抗光损伤元素是提高铌酸锂抗光损伤能力的一种有效途径，镁元素是掺杂的代表元素。锆元素是近年来性能更为优异的新型掺杂元素。本论文采用第一性原理的密度泛函计算方法，为抗光损伤元素掺杂的优化设计提供了理论基础。首先，利用MS软件建立纯铌酸锂晶体的微观结构模型，在进行了几何优化之后对晶体的电学结构和光学性质进行了计算，电学结构结算表明晶体的结果表明晶体对可见光有良好的透射率，晶体的介电函数、能量损失谱、吸收谱具有明显的关联性，并且都与带隙间电子跃迁有关。其次，利用已知的参数建立了掺镁铌酸锂晶体的结构模型并进行理论计算，分析表明两种晶体的光学性质有一定的差别，并且掺镁铌酸锂晶体的光导率有所增强，表明掺镁铌酸锂晶体抗光损伤性能要好。最后，在理论计算之后发现掺锆铌酸锂晶体的电学结构与纯铌酸锂晶体的电学结构、光学性质相差很大，掺锆铌酸锂晶体光导率有较大幅度增强。在分析掺锆铌酸锂、掺镁铌酸锂以及纯铌酸锂晶体光导率和激发电子浓度后，发现掺锆铌酸锂晶体抗光损伤能力最佳。