铌酸锂晶体（LiNbO3，LN）是一种多功能、多用途的人工晶体材料。在铌酸锂晶体晶体中掺入一些过渡金属元素（如 Fe、Cu和Mn等），会增强晶体的光折变效应。其中掺铁铌酸锂晶体是光折变体全息存储的重要材料。在掺铁铌酸锂晶体中共掺某些抗光折变离子，如Mg2+、Zn2+、In3+以及Hf4+，能显著地提高铌酸锂晶体的光折变响应速度及抗光散射的能力。近期，Zr4+被发现为一种新的抗光折变掺杂离子，且掺锆铌酸锂晶体具有比掺镁及掺铪铌酸锂晶体更加优异的抗光折变性能。在LiNbO3：Fe中掺入适当浓度的Zr4+，晶体是否能够表现出优于镁铁及铪铁铌酸锂晶体的光折变性能呢?本文就这一问题进行了系统的研究。　　 我们利用提拉法生长了掺Zr浓度分别为1、2、3、4和5mol％，掺Fe量均为0.03wt％的锆铁双掺铌酸锂晶体。锆离子掺杂阈值浓度约为2mol％，阈值低，所要掺入的杂质少，易于生长高品质的晶体。全息法及光电导测量的实验结果表明，。LiNbO3：Fe，Zr具有较高的衍射效率，响应时间比LiNbO3：Fe，Mg缩短了1个量级，比LiNbO3：Fe，Hf缩短了五分之四；同时灵敏度比LiNbO3：Fe，Hf提高了1～2倍；其光电导也比LiNbO3：Fe，Hf高出近一倍，并且随着掺杂浓度的增大还具有进一步增加的趋势。当掺Zr浓度超过阈值浓度时，晶体的红外吸收谱和紫外-可见光吸收谱显示Fe离子仍处于Li位上，因此作为光折变敏感中心的Fe2+与Fe2+离子的光学性质不会发生变化。同时，对LiNbO3：Fe，Zr和LiNbO3：Fe，Hf晶体的Fe2+浓度以及Fe2+与Fe3+浓度比的计算结果表明，前者均高于后者。我们的研究结果表明，就已有文献报道的抗光折变掺杂元素而言，Zr对增强LiNbO3：Fe晶体的光折变性能最为有效。