光折变效应（photorefractive effect）是指一种特殊的光感生折射率变化现象。入射光将束缚在某些晶体或有机物里的杂质或缺陷形成的浅阱中的电子或空穴激发出来,进入导带,沿光生伏打场迁移到光照区外被陷阱俘获形成空间电荷场,空间电荷场通过电光效应使材料的折射率发生改变,这就是光折变效应。改变入射光场的形式,利用光折变效应人们就可以在光折变材料中制作各种光子元件。铌酸锂（LiNbO₃）晶体就属于光折变效应器件当中的一种晶体,它是集压电、电光、非线性等多种性能于一体的一种多功能材料。有良好的物理和化学稳定性,并且可以重复使用的优点。本文将利用光折变材料铌酸锂晶体作为主要介质,利用激光器作为光源,通过不同的实验方法对铌酸锂晶体进行光辐照来制作光子器件,对它产生不同的特性进行了观察与研究。具体完成了以下工作:1.以前高密度光折变光子晶格的折射率变化几乎是不能直接观测的,本文采用马赫曾德光路加放大的傅里叶变换系统,实时研究了LiNbO₃晶体在不同波长光写入高密度光折变光子晶格的折射率变化规律。实现了对写入高密度光子晶格折射率变化的直接观测。此方法不仅可以观测高密度光子晶格的质量而且还可以对其制作过程进行实时观测和控制,这为制作高质量的光子晶格提供了新的控制途径。2.波带片是一种重要的光学器件,有着诸多的用途。我们用光折变材料铌酸锂晶体制作了波带片并研究了它的特性。用激光全息法调节出汇聚球面波与发散球面波分别在掺铁的铌酸锂晶体内部和全息干板上制得了波带片。研究并且对比了不同材料制作的波带片之间的异同。实验发现以全息干板制得的波带片用平行光照射时会有多个焦点,而用铌酸锂晶体制作的波带片用平行光照射时只有一个焦点,并且焦距大小可以由写入光路控制。该文对这些现象给予了一些相关的分析和说明。用激光全息法在光折变材料中制作波带片简便易行,为研究波带片的特性开辟了新的实验方法。3.研究了二次谐波产生后对光子晶格的影响。使用YAG激光器作为光源透过分束器产生双光束干涉对铌酸锂晶体写入一维光子晶格,测量了它的衍射效率随写入时间的变化。持续写入一段时间后,发现写入的条纹会发生一分为二的分裂现象,也就是产生了空间二次谐波。研究了二次谐波产生的条件,发现与写入的双光束之间夹角有关。测出铌酸锂晶体可以产生空间二次谐波时双光束间夹角的大小。之后又用马赫曾德装置观测了铌酸锂晶体产生空间二次谐波后折射率的变化情况。说明此时写入的晶格为一分为二的复式晶格。