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针对LN晶体作为声表面波压电材料温度系数高和作为光折变材料二波耦合增益系数低等不足，对其进行了掺杂改性和扩散改性，并对其切型与温度系数的关系进行了理论研究，探讨了改变切型降低温度系数的可能性。 采用熔盐提拉法及上浮秤等径控制、变转速提拉和极化退火一步后处理技术，生长了光学均匀性较好的掺杂LN晶体。用干涉条纹法表征了掺杂改性LN晶体和扩散改性LN晶体的品质。结果表明，改性LN晶体的双折射梯度在6×10-3以下，符合制作声表面波器件的质量要求。 对掺杂 LN晶体的光折变性能进行了研究。二波耦合和四波耦合实验表明：Eu:Ce:LN晶体比纯LN晶体具有更高的衍射效率、二波耦合增益系数、四波混频位相共轭反射率和长的存储擦除时间，可认为Eu:Ce:LN晶体是一种新的有应用前景的关联存储材料。对LN晶体进行了氧空位缺陷的热力学分析，并借助热失重分析实验，采用数值拟合的方法，求算了纯LN晶体和掺杂 LN晶体的氧空位生成焓。发现掺杂可变价离子一般可降低 LN晶体的氧空位生成焓，使氧空位易于生成。故可在相对较低的温度下对掺杂 LN晶体进行还原处理。采用Fe:LN晶体作为全息记录介质，Eu:Ce:LN晶体作为位相共轭镜，组成全晶体光学存储系统，用于图象处理，获得了完整无畸变的关联输出。 将LN晶体制成谐振子，用扫频仪测定了谐振频率，由准静态法测定了压电常数。结果表明：掺SrCO3、TiO2、Sm2O3、Tb4O7基本不改变LN晶体的弹性系数(C11E、C33E、C44E、C33D)、柔顺系数(S11E)和相对介电常数(ε11/ε0)，但均可较大程度地提高其机电耦合系数(Kt)。掺SrCO3、TiO2可显著提高LN晶体的压电系数(d33)，掺Na2CO3、SrCO3、TiO2可较大程度地降低LN晶体的延迟温度系数。可见SrCO3、TiO2是改善LN晶体声表面波性能的有效掺杂剂。本研究还将改性LN晶体制成声表面波中频滤波器和延迟线，测定了温度系数，结果表明Sr:LN和Ti:LN晶体的延迟温度系数较纯LN晶体降低35％以上。 首次对LN晶体Na+和Sr2+的内扩散进行了研究，利用富锂LN粉晶分别与Na2CO3和SrCO3按不同比例混合，在1220℃灼烧制备富锂、富含扩散元素的陶瓷粉末，以此粉末为扩散源，既有效地抑制了高温下LN晶体中Li+的外扩散，又一定程度地解决了由于扩散元素在短时间内大量进入晶体而使晶体表面开裂或发生剥离的问题。对LN晶体Na+扩散的研究表明：Na+扩散进入LN晶体主要是以取代Li+的方式进行的；表层的扩散源是NaNbO3相，次表层的扩散源是复杂化合物Li1-xNaxNbO3。达到较高扩散浓度的工艺参数为LNLi:Na2CO3＝97:3的陶瓷粉扩散源，950℃，20h。最大扩散浓度约为3.0mol﹪。对LN晶体Sr2+扩散的研究表明：Sr2+内扩散进入LN晶体主要是以取代Li+的形式进行的，Sr2+与体相离子先形成Sr-Li-Nb-O的四元化合物，在Sr2+浓度较高的外层形成SrNb2O6相，并以这两种化合物为扩散源向深层扩散。达到较高扩散浓度的工艺参数为LNLi:SrCO3=80:20的陶瓷粉扩散源，950℃，20h。最大扩散浓度约为8.07 mol﹪。对LN晶体Ti4+扩散的研究表明：镀TiO2膜后再进行扩散可以抑制Li+的外扩散；Ti4+的内扩散是以取代Nb5+的方式进行的；Ti4+进入LN晶体占据Nb5+位，与体相离子生成Li3TiO4相化合物，以此相化合物中的Ti4+为扩散源向更深层次扩散。扩散技术较掺杂技术可增加“杂质”剂量，减少分凝效应，提高改性晶体的均匀性，是制备改性LN晶体的有效方法，有望解决声表面波材料行业长期存在的以“Nb”代“Ta”的难题。 通过对LN晶体温度系数与切型关系的计算发现，虽然理论上（原则上）有零温度系数之切型，但由于计算机不可避免的截断误差，会给计算结果带来较大偏差。尽管Matlab中可以用运算符号代替代数运算减少误差，但由于本计算的复杂性，不可能得出一个直接的表述式，只能用数值方法逼近，而且由于 LN晶体表面波速度随温度的升高而降低，使得 LN晶体实际上不可能存在零温度系数之切型。计算结果表明，虽然单个点偏差较大，但切型与温度系数的关系有整体走势。由此考察了绕Y轴旋转120°左右的TCD曲线，发现曲线由右向左平缓下降，但达到118.43°后急速上升，形成台阶。可以认为：LN晶体绕Y轴旋转118.43°切割是较理想的切型。计算结果与实验结果有较好的吻合。