光学体全息存储以存储容量大、可并行读写和快速存取等特点成为人们研究最广泛的下一代存储。存储介质的性能是影响全息存储应用的关键因素。铌酸锂（LiNbO₃）晶体以性能稳定、生长容易、成本低、易掺杂等特点成为研究最多的体全息存储材料。但在应用中存在光致散射现象，严重影响了其在全息存储中的应用。因此本文从理论计算的角度出发，利用基于第一性原理的密度泛函理论计算了LiNbO₃、掺锌铌酸锂（Zn:LiNbO₃）晶体和掺铪铌酸锂（Hf:LiNbO₃）晶体的电子结构和光学性质，并探讨了微观结构改变对晶体宏观光学性质的影响。首先，在Materials Studio软件中建立了LiNbO₃晶体的3D模型，进行了几何结构优化。并计算了LiNbO₃晶体的能带结构、态密度、分态密度等性质，并对计算的结果进行了分析；接下来计算了与LiNbO₃晶体光学性质有关的介电函数、吸收谱、反射谱等，得到并讨论了LiNbO₃晶体微观结构与基本光学性质之间的关系。其次，以传统抗光损伤元素Zn掺杂LiNbO₃晶体作为研究对象，以实验数据为基础建立了Zn:LiNbO₃晶体的计算模型。由于在LiNbO₃晶体中引入新的非本征缺陷，因此对Zn:LiNbO₃晶体进行了几何结构优化。在几何优化的基础上计算了Zn:LiNbO₃晶体的电子结构，并与LiNbO₃的电子结构进行对比，分析Zn掺杂对LiNbO₃电子结构的改变。接下来计算了Zn:LiNbO₃的光学性质，与LiNbO₃晶体的光学性质进行了比较。最后，以新型抗光损伤元素Hf掺杂LiNbO₃晶体为研究对象，计算了Hf:LiNbO₃晶体的电子结构和光学性质。为了电荷平衡，在Hf离子的周围产生3个Li空位，因此建立了比LiNbO₃晶体和Zn:LiNbO₃晶体都大的计算模型，并进行了几何结构优化。对优化后的Hf:LiNbO₃进行了电子结构和光学性质的计算，并与LiNbO₃晶体和Zn:LiNbO₃晶体进行对比。讨论了Hf掺杂引起LiNbO₃晶体电子结构与光学性质改变的原因。