铌酸锂晶体是一种重要的具有多种物理效应(压电、铁电、光电等)的多功能光学材料，应用十分广泛。它易于生长，性能稳定且价格低廉，是目前研究人员最寄予厚望的三维光折变存储晶体材料之一。其优良的光折变特性已被广泛应用于光学图像和信号处理、光学相干、光运算和三维光存储等领域。作为“光学硅”材料的有力竞争者之一，铌酸锂晶体在集成光学、传统光波导、光通讯器件等方面也扮演着重要的角色。 然而，尽管人们对铌酸锂的性质已经进行了多年的研究，但由于其复杂的内部缺陷结构，很多对于其微观结构及其与宏观性质联系的认识仍然处在猜测的阶段，这就严重影响了铌酸锂晶体的应用。到目前为止，对铌酸锂晶体的研究工作大都是在室温或高温下进行的，而低温下的研究少之又少。众所周知，铌酸锂晶体中含有丰富的本征及非本征缺陷，载流子十分丰富，很多常温下无法稳定存在的载流子，如极化子等，在低温下将会变得趋于稳定。这些载流子将会参与到光激发电荷的产生，迁移，俘获等过程中去，从而影响铌酸锂晶体的光折变特性。因此，有必要研究低温下铌酸锂晶体的光折变特性。本论文在铌酸锂晶体中发现了一些新的光学效应，尤其是很少研究的低温下的弱光非线性光学效应，借以此来研究其尚未确定的缺陷结构，力争对铌酸锂晶体的微观结构有更为深入和准确的认识；另一方面，我们也通过对这些铌酸锂中弱光非线性光学新效应性质的研究，对进一步开发铌酸锂晶体的重要应用提出了新思路和新建议。 第一章简单介绍了光折变效应和铌酸锂晶体的一些基本性质，并就温度相关的一些参量的介绍表明了本论文的研究背景与研究方向。 第二章对掺杂铌酸锂晶体中光致光散射光强阈值与掺杂阈值的温度相关性以及温度阈值效应进行了系统的实验和理论研究。 第三章系统介绍了目前使用的几种判定晶体中光生载流子符号的方法，并对温度等可能影响载流子符号变化的因素进行了探索性研究。首次发现了近化学比掺铁铌酸锂晶体中光生载流子仍然为电子。从而可以推断出晶体中存在的锂位阳离子缺陷是造成光生电子为主的主要原因。 第四章研究了低温下的全息记录噪音，并提出了一种利用还原晶体强光预辐照抑制全息记录噪音的新方法。 第五章对我们目前所做的低温下铌酸锂晶体光折变效应的研究工作进行了总结，并对下一步研究的方向及其应用进行了展望。