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铌酸锂（LiNbO3，简称LN）晶体作为性能优良的多功能晶体，被广泛地应用于声表面波、电光、声光、集成电子、信息存储等方面。在众多的晶体材料中，LiNbO3晶体仍然为最容易实现高质量、大尺寸、光学级别生长的少有几种晶体之一，同时，LiNbO3晶体自身具有可以调节的Li/Nb比率，这为进行高浓度掺杂提供了有利条件。随着准相位匹配技术的发展，在铌酸锂晶体中掺杂稀土离子以实现激光自倍频输出，是铌酸锂晶体的重要发展方向之一。另外，掺杂Mg可以提高铌酸锂晶体质量，尤其在光损伤方面能大幅提高晶体的抗损伤能力。本文将Mg与稀土离子共掺，旨在获得高质量自倍频激光晶体。 本文主要内容包括以下几个方面: (1)研究了提拉法生长Er/Yb/Mg∶LN晶体的工艺过程，包括配制原料、混料、烧料、晶体生长、极化等工艺参数，并成功生长出了Er/Yb/Mg∶LN、Er/Mg∶LN、Er/Yb∶LN、Er∶LN和Tm/Mg∶LN晶体。 (2)使用X-射线粉末衍射实验对Er/Yb/Mg∶LN系列晶体和Tm/Mg∶LN晶体进行分析，结果表明晶体结晶度非常好，掺杂并没有改变晶体的结构。 (3)使用红外透射谱对Er/Yb/Mg∶LN系列晶体进行了分析，结果表明晶体的OH-的振动峰都在3484 cm-1附近，并没有紫移到3534 cm-1左右，说明晶体中Mg2+的掺杂浓度还没有达到阈值浓度。另一方面，我们也发现，Mg2+离子的掺入使OH-的振动峰发生微小的红移，而Yb3+离子的掺入使OH-的振动峰发生微小的紫移。 (4)使用拉曼光谱对Er/Yb/Mg∶LN系列晶体进行了分析，结果表明Er，Yb，Mg∶LiNbO3，Er，Mg∶LiNbO3，Er，Yb∶LiNbO3晶体的峰位以及强度都很接近，但是未掺Mg2+离子和Yb3+离子的Er∶LiNbO3晶体在峰强方面与其他晶体有明显的不同，随着Mg2+离子和Yb3+离子的掺入，600 cm-1峰位处的峰强大大降低，而870cm-1峰位处的峰强却大大增强了，表明了Mg2+离子和Yb3+离子的掺入使得晶体将有更多的声子能量积聚于最大声子能量处。 (5)对Er/Yb/Mg∶LN系列晶体和Tm/Mg∶LN晶体的吸收谱、荧光谱、荧光寿命等进行了测试与分析，进行了光谱参数计算，并评估了LN晶体作为激光基质以及在激光自倍频方面的应用前景。 (6)对Tm/Mg∶LN晶体进行了激光实验，对于3％的耦合镜，当激光二极管泵浦功率为12.7W时，Tm，Mg∶LiNbO3晶体获得的最大激光输出功率为1.026 W，是目前报道的Tm∶LiNbO3晶体1885 nm激光的最高输出功率，得到斜率效率为14％。对于5％的耦合镜，当激光二极管泵浦功率为12.7 W时，Tm，Mg∶LiNbO3晶体获得的最大激光输出功率为0.864 W，得到斜率效率为13％。