光学体全息存储技术由于具有存储容量大、密度高、并行传输、冗余度高、寻址速度快等诸多优点，在存储技术竞争中越来越显露出巨大的优势和良好的发展前景，受到人们的广泛关注。双色光全息记录方法的提出，实现了全息存储的非易失性读取。影响全息存储的主要因素是存储材料，寻找好的存储材料成为研究体全息存储的焦点。自人们发现铌酸锂（LiNbO₃）晶体的非线性光学效应，LiNbO₃晶体在全息存储中得到广泛关注，也成为国际研究的热点，优化LiNbO₃晶体是当前全息存储研究的首要任务之一。本文实验中所使用的近化学计量比LiNbO₃:Fe晶体是用顶上籽晶熔液生长法制备的，其中掺杂Fe浓度分别是3ppm、5ppm、10ppm、25ppm、50ppm和100ppm,首先测量了晶体的光谱特性和居里温度，分析了晶体的组分、以及杂质的氧化/还原状态，然后用泵浦（365nm）-探测（632.8nm）法研究了LiNbO₃:Fe晶体的紫外光致吸收的稳态和时间演化过程特性。由于Fe的掺入可能会使光致吸收衰减时间发生变化，尝试对衰减部分进行拟合，结果表明光致吸收的暗衰减过程是以扩展指数的形式衰减，并测量了衰减时间常数（即小极化子的寿命）和扩展因子随泵浦光强的变化。根据电子的输运方程，我们对电子输运方程进行数值求解，模拟LiNbO₃:Fe晶体的光致吸收的全过程及其稳态和时间演化过程特性，与实验结果符合较好。其次，课题研究了LiNbO₃:Fe晶体的双色全息存储特性，用中心波长为365nm的紫外光作为敏化光，用波长632.8nm的红光作为记录光和读取光。保持记录光不变，敏化光强越小（即Irec/Isen越大），晶体的记录灵敏度越小，但饱和衍射效率越大。在光强比不变的情况下，掺Fe浓度越大的晶体，衍射效率和记录灵敏度也越大。从实验结果中发现，掺Fe浓度为50ppm和100ppm的LiNbO₃晶体的记录灵敏度出现不同的结果，对此我们给出了解释。本论文对LiNbO₃:Fe晶体的紫外光致吸收和全息存储性能进行了系统的实验研究，这对理解光致吸收过程中电荷的输运过程和双色光全息存储记录的物理机制有很大的帮助，并且对掺杂的铌酸锂晶体的特性优化，记录方案的选择都具有一定的指导意义。