本文利用提拉法(Czochralski)生长出无宏观缺陷、光学均匀性较好的同组分配比的Hf：LiNbO3晶体和Hf:Fe：Mn：LiNbO3晶体。 Hf：LiNbO3晶体和Hf：Fe：Mn：LiNbO3晶体的紫外吸收边和红外吸收峰的变化机理也在本文中被讨论。分析显示：铌酸锂晶体掺入Hf4+时，Hf4+将首先占据反位铌Nb4+Li；随着Hf4+浓度的增加，反位铌Nb4+Li逐渐减少；当晶体中掺Hf4+浓度达到或超过阈值浓度时，此时晶体中的反位铌Nb4+Li已被完全取代，超过阈值浓度部分的Hf4+离子将开始按3：1的比例同时取代正常铌位上的Nb和正常锂位的上的Li，形成(Hf3+Li-3Hf-Nb)自补偿结构。 并利用库伦定律分析高掺杂铌酸锂晶体中不同掺杂离子对OH-吸收峰移动位置的影响，得出这样的结论：当铌酸锂晶体中高掺入抗光折变离子M(M=Mg2+、Zn2+、In3+、Sc3+、Hf4+)时，形成的缺陷格点Mn-Mb(Mn-Nb=Mg3-Nb、Zn3-Nb、In2-Nb、Sc2-Nb、Hf-Nb)对H+吸引能力越大，OH-吸收峰移动幅度越大。 通过PAC实验和RBS／C实验，结合了离子束和超精细相互作用的方法，研究了掺杂6mol％HfO2的同组份晶体(HD晶体)的缺陷结构。并利用Li空位模型，解释了掺铪铌酸锂晶体的缺陷结构。分析显示：与掺杂少量Hf的同组份晶体中Hf仅占据Li位的情况相比，高掺Hf时Hf4+将按1：3的比例同时取代正常锂位上的Li和正常铌位上的Nb。利用二波耦合实验测试Hf:Fe：Mn：LiNbO3晶体的光折变性能，其中Hf4+浓度分别为2mol％、4 mol％和5 mol％。实验发现，与掺铪浓度为2mol％和4 mol％的铌酸锂晶体相比，掺铪浓度为5mol％的晶体具有较高的衍射效率和较快的响应时间。