通过提拉法生长了Zn:Fe:LiNbO₃,Ce:Cu:LiNbO₃和Mg:Mn:Fe:LiNbO₃三种晶体。其中对Zn:Fe:LiNbO₃晶体,研究了不同的掺Zn²⁺浓度对晶体光折变性能的影响;同时对Ce:Cu:LiNbO₃和Mg:Mn:Fe:LiNbO₃晶体切割后,分别进行了氧化还原处理,研究了不同的处理方式对晶体光折变性能的影响。利用二波耦合的实验方法测试了Zn:Fe:LiNbO₃,Ce:Cu:LiNbO₃和Mg:Mn:Fe:LiNbO₃晶体的体全息存储性能,包括衍射效率、响应时间、擦除时间等,发现晶体中的掺杂浓度以及晶体的氧化还原状态都影响晶体的体全息存储性能。利用透射光斑畸变法测试了Ce:Cu:LiNbO₃晶体和Mg:Mn:Fe:LiNbO₃晶体的抗光致散射能力。通过测试发现晶体的氧化还原对晶体产生光折变效应的主导机制有所不同,生长态和还原态晶体在光折变过程中是扩散机制和光生伏特效应共同作用,氧化态晶体以光生伏特效应为主。本文又对测试后的晶体进行了体全息存储系统的研究。首先是改善实验光路,研究发现通过减少像差和探测器的噪声能很好的提高存储的质量。其次,在对晶体进行图像存储过程中发现,晶体的光折变性能直接决定存储质量的好坏:对于Zn:Fe:LiNbO₃晶体,掺杂Zn²⁺浓度的增加降低了响应速度,但是提高了信息的存储时间;对于Ce:Cu:LiNbO₃晶体,氧化还原处理直接影响响应时间和擦除时间,生长态Ce:Cu:LiNbO₃晶体的存储效果最好,其次是还原态,氧化态晶体存储效果最差。最后,采用角度复用技术对晶体进行了复用存储。