体全息存储是当前最有潜力的高速大容量信息存储技术，在信息处理、航空航天、多媒体和大型数据库等领域有很广阔的应用前景。但是，通常所用的体全息存储系统过于庞大，只能固定在全息防震平台上，并且难于调节。这些都限制了全息存储器的实用化进程。为了使全息存储器实用化和产品化，必须首先使其小型化，使系统集成在一小块空间中。 本文详细描述了小型化全息存储器的设计和验证。介绍了体全息存储的原理，重点讨论了全息存储的角度选择特性。对于体全息存储中普遍采用的光折变晶体，给出了描述载流子激发和输运的带输运模型。小型化存储器重点之一是寻找小型化激光源。通过调研，选择了体积小功率相对较高的激光二极管泵浦小型固体激光器。为了验证该小型激光器用于全息存储的可行性，重点研究了激光器的相干性、频率稳定性和功率稳定性，进而使用该激光光源进行了实际的全息存储实验，得到了满意的实验结果，证明该类激光二极管泵浦的小型固体激光器可以作为全息存储的光源。同时，对全息存储材料特性进行了大量的研究。通常使用的单掺（掺铁）铌酸锂晶体在氩离子激光器514nm波长下表现出良好的全息存储性能，但是在红光下表现出来不敏感性。为了寻找适合于红光或小型固体激光器532nm波长的全息存储材料，实验室自行制备了双掺铌酸锂晶体（Ce：Fe：LiNbO₃）。本文对红光下单掺铌酸锂和双掺铌酸锂晶体的全息存储性能进行了比较研究，并结合绿光下的研究结果，得出了双掺铌酸锂晶体适合于红、绿光全息存储的结论。本文对上述结论进行了实验验证，并取得了一致的结果。通过比较不同的存储系统，设计出小型全息存储器系统，包括存储方案、光束寻址机制、光学元件的选择和配置。对于所设计的小型存储系统，分析了它的全息存储容量、曝光时序和实际应用的可行性。使用该系统进行了图像的全息复用存储，得到了比较满意的结果，验证了该小型全息存储器的性能。在光学设计完成后，对该小型全息存储器件进行了机械设计，将系统各个部分相对固定在一起，制成了全息存储的展示系统，便于移动、调节和进一步的研究。最后，对小型化全息存储器的设计进行了总结，并对需要进一步研究的有意义的工作进行了讨论。