应用晶体场理论和不可约张量算符方法构造了3d8态离子在C3v对称晶场中包含自旋轨道相互作用、自旋自旋相互作用、自旋轨道相互作用和其它轨道其它轨道相互作用4种微观磁效应的45阶可完全对角化的能量哈密顿矩阵。研究表明LiNbO3Ni2+晶体中存在扬特勒（Jahn-Teller）效应；自旋轨道相互作用对晶体光谱和零场分裂参量的贡献是最主要的，考虑其他3种微观磁效应后计算值更加接近实验值。

应用晶体场理论和不可约张量算符方法构造了3d2/3d8态离子在C3v对称晶场中包含自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用、自旋-其它轨道相互作用和其它轨道-其它轨道相互作用四种微观磁效应的45阶可完全对角化的能量哈密顿矩阵.利用该矩阵，计算了V3+∶α-Al2O3和Ni2+∶α-Al2O3晶体的光谱精细结构、晶体局域结构和零场分裂参量，研究了掺入两种互补态离子Ni2+和V3+对同种晶体的光谱精细结构、晶体局域结构和零场分裂参量的影响，理论计算值和实验值相符.研究发现：掺杂没有改变晶体的光谱精细结构和能级分裂条数，但改变了能级间距；掺杂也没有改变晶体的对称性，但使晶体局域结构发生了一定程度的畸变； Ni2+∶α-Al2O3晶体局域结构的伸长畸变量大于V3+∶α-Al2O3晶体，键角的变化量小于V3+∶α-Al2O3晶体.