Fe:LiNbO₃晶体由于具有较高的衍射效率和灵敏度而成为最重要的全息存储材料之一。然而,Fe:LiNbO₃晶体仍然存在两点不足之处,即响应时间长和抗光散射能力低。所以,需要寻找一种响应速度和抗光散射能力优于Fe:LiNbO₃晶体的全息存储材料。我们采用提拉法生长了熔体中[Li]/[Nb]比分别为0.85、1.05和1.38的Zr:Fe:LiNbO₃晶体。利用电感耦合等离子体原子发射光谱法对生长晶体的成分进行了测试,结果表明,随着原料中[Li]/[Nb]比的增加,晶体中[Li]/[Nb]比也增加,而晶体中Zr和Fe的分布系数逐渐减小。对样品的紫外-可见吸收光谱测试结果表明,随着[Li]/[Nb]比增加,吸收边逐渐紫移。在室温下对样品的红外光谱进行了测试,从样品的红外光谱测试结果可以看出,随着[Li]/[Nb]比增加,OH-吸收峰的位置没有发生较大的移动,但吸收峰的强度逐渐减小。通过二波耦合实验对Zr:Fe:LiNbO₃晶体的光折变性能进行了测试。在相同光强下,随着[Li]/[Nb]比增加,晶体衍射效率降低,光电导增大,响应时间变短,灵敏度提高,指数增益系数减小。而随着入射总光强的增加,同一材料的光电导和动态范围增大,响应时间变短。同时由二波耦合的能量转移方向,确定了晶体的光激发载流子类型。我们也研究了Zr:Fe:LiNbO₃晶体的光致散射光强阈值效应。所有样品都存在明显的光强阈值效应,并且随着[Li]/[Nb]比增加,Zr:Fe:LiNbO₃晶体的抗光散射能力逐渐增强,与同成分Fe:LiNbO₃晶体相比,Zr:Fe:LiNbO₃晶体具有更大的阈值光强,能够更好地抑制光致散射。熔体中[Li]/[Nb]比为1.38的样品具有最大的阈值光强,其数值可达191mW/cm²。研究结果表明,Zr是一种有效提高Fe:LiNbO₃晶体抗光散射性能的掺杂离子。Zr:Fe:LiNbO₃晶体是一种较好的体全息存储材料。