1、激光技術的發(fā)展離不開各種性能優(yōu)良的光學材料的支持，其中最令人注目的材料之一就是磷酸鈦氧鉀（KTiOPO4，KTP）晶體，磷酸鈦氧鉀晶體是一種性能非常優(yōu)良的非線性光學材料，具有較高的非線性系數(shù)、較高的抗光傷閾值、大的線性電光系數(shù)、良好的熱穩(wěn)定性等優(yōu)點，是非線性領域不可或缺的材料。KTP晶體被廣泛應用于多個領域，例如激光倍頻、參量振蕩、電光調制和聲光調制等。尤其是準相位匹配技術的出現(xiàn)，使得KTP晶體在非線性光學領域有了更大的應用空間。

2、 激光的出現(xiàn)也帶動了光通信等新技術的發(fā)展，集成光學的出現(xiàn)為光波傳輸和處理提供了理想的結構形式。集成系統(tǒng)的基本元件是光波導器件，傳送信號的載體是光導波，對光信號的所有處理都必須以光在波導中能夠傳導為前提。所謂的波導結構就是指由折射率較低的區(qū)域包裹著折射率較高的區(qū)域，這種結構可以把光限制在較小的區(qū)域內傳播，從而提高傳輸光的能量密度，更好的利用材料的非線性性質。光波導是集成光學的基本結構，在各種光器件的制造中起著重要作用。 離子注入

3、是一種制備光波導的有效方法，離子注入可以改變材料的折射率，而基本不改變材料的光電特性，對晶體波導層結構影響小，可以在較低溫度下進行。注入離子在晶體內部的聚集可以產(chǎn)生一個折射率降低的光學位壘，在光學位壘和空氣之間的區(qū)域就形成了光波導結構。通過改變離子注入的能量和劑量，能夠控制光波導區(qū)的深度和折射率大小。 離子交換方法是在一定條件下使要摻雜的離子與襯底材料中的特定離子進行交換，從而改變折射率形成波導。離子交換方法制作的光波導有如下優(yōu)

4、點：制作過程的工藝參數(shù)可以靈活變化；制作工藝簡單，適合大規(guī)模批量生產(chǎn)；波導損耗小，偏振相關性小，因此研究離子交換方法制備光波導有重要的現(xiàn)實意義和應用價值。 光波導是光波耦合器、波導調制器、波導開關以及波導激光器等無源和有源器件的基礎。探討離子注入光波導的制備不僅是光波導應用研究的基礎，還可以拓展該技術在光電子領域的應用。 離子注入和離子交換結合制備KTP平面光波導方面，國際上相關的報道很少，離子注入和離子交換相結合具有一

5、下優(yōu)點：（1）可以對波導的導模進行調制；（2）可以制備雙層波導。所以，利用離子注入和離子交換相結合制備KTP平面光波導具有重要的研究價值。 本論文主要研究了利用Rb—K離子交換技術在KTP晶體上制備平面光波導，主要內容包括：為了研究離子注入對離子交換的影響，我們分別用He和O離子注入KTP晶體，注入能量分別為：2MeV和4MeV，在對離子注入樣品進行退火處理后，再將樣品放入熔融的硝酸銣中進行離子交換，交換溫度設定為340℃，交換

6、時間從60分鐘到120分鐘：用棱鏡耦合法測量了注入和交換前后KTP樣品在633nm下的暗模特性。通過對波導導模的變化和對應的有效折射率的大小進行分析，離子注入在晶體內部造成了折射率下降的位壘，在交換達到一定時間和深度以前，位壘不限制Rb離子在晶體內的擴散，晶體表面折射率升高。當交換達到一定程度后，離子注入造成的損傷會大大降低離子交換的速度，并且限制離子在晶體里面的擴散，這方面的研究需要進一步深入。同時，由于交換溫度較高，交換的過程對注入