1、采用提拉法從不同[Li]/[Nb]的熔體中生長(zhǎng)了鈰單摻雜系列及鈰錳雙摻雜系列鈮酸鋰(LiNbO3)晶體，討論了晶體生長(zhǎng)的工藝參數(shù)，包括：溫度梯度、晶體的旋轉(zhuǎn)速度、晶體的提拉速度等對(duì)晶體生長(zhǎng)的影響，選擇最優(yōu)工藝參數(shù)生長(zhǎng)出了均勻性好、無宏觀缺陷的摻雜LiNbO3晶體。對(duì)晶體進(jìn)行極化處理后，將晶體按照特定的方向進(jìn)行定向切割，并經(jīng)過研磨拋光加工處理后進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)及性能的測(cè)試。
　　通過多種光譜學(xué)方法研究了晶體中的組成、缺陷結(jié)構(gòu)及晶體中摻雜

2、離子的占位情況。根據(jù) X-射線衍射技術(shù)及電感耦合等離子體技術(shù)確定了鈰摻雜鈮酸鋰(Ce:LiNbO3)晶體及鈰錳摻雜鈮酸鋰(Ce:Mn:LiNbO3)晶體中的[Li]/[Nb]以及晶體的確切元素組成與原料中[Li]/[Nb]之間的關(guān)系。根據(jù)理論分析、紅外吸收光譜、紫外可見吸收光譜、差熱分析以及拉曼光譜的研究，分析了晶體中的缺陷存在形式以及晶體的拉曼位移同晶體組成之間特別是晶體中的[Li]/[Nb]的關(guān)系。
　　利用二波耦合實(shí)驗(yàn)光路測(cè)

3、試了晶體的光折變性能，包括：寫入時(shí)間、擦除時(shí)間、衍射效率，并計(jì)算了晶體的光折變靈敏度、動(dòng)態(tài)范圍、飽和折射率變化和空間電荷場(chǎng)。研究了這些光折變參數(shù)同晶體的組成與原料的組成之間的聯(lián)系。研究表明，在 Ce:LiNbO3晶體中，隨著熔體中[Li]/[Nb]的增加，晶體的衍射效率、光折變靈敏度、晶體的動(dòng)態(tài)范圍以及擦除時(shí)間和寫入時(shí)間比都是先增大，當(dāng)達(dá)到某一值后則降低。晶體的寫入時(shí)間是先降低后增加，而晶體的擦除時(shí)間則是逐漸增加的。在 Ce:Mn:Li

4、NbO3晶體中，隨著[Li]/[Nb]的增加，晶體的衍射效率、反應(yīng)時(shí)間降低，動(dòng)態(tài)范圍、光折變靈敏度增加。采用光斑畸變法測(cè)試了晶體的抗光損傷能力，研究了 Ce:LiNbO3晶體和Ce:Mn:LiNbO3晶體抗光損傷能力隨[Li]/[Nb]增加而增強(qiáng)的機(jī)理。采用角度復(fù)用的光折變體全息相關(guān)識(shí)別的實(shí)驗(yàn)光路，在光折變綜合性能較好的化學(xué)計(jì)量比 Ce:Mn:LiNbO3晶體中進(jìn)行了光折變體全息圖像的存儲(chǔ)和相關(guān)識(shí)別，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在存儲(chǔ)圖像數(shù)目為400幅的

5、情況下，圖像識(shí)別的準(zhǔn)確率可以達(dá)到100％。
　　利用以密度泛函理論為基礎(chǔ)的第一性原理，采用平面波贗勢(shì)方法，對(duì)非摻雜化學(xué)計(jì)量比 LiNbO3晶體、含有空位的非摻雜LiNbO3晶體、Ce:LiNbO3晶體、Mn摻雜LiNbO3晶體(Mn:LiNbO3)以及 Ce:Mn:LiNbO3晶體的結(jié)構(gòu)及光學(xué)性能進(jìn)行了計(jì)算，其中包括晶體能量及結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，晶體最終能量、能帶結(jié)構(gòu)、態(tài)密度、介電函數(shù)、吸收光譜和折射率的計(jì)算。分析了摻雜對(duì)晶體的能帶結(jié)構(gòu)、