激光技术的发展离不开各种性能优良的光学材料的支持，其中最令人注目的材料之一就是磷酸钛氧钾（KTiOPO4，KTP）晶体，磷酸钛氧钾晶体是一种性能非常优良的非线性光学材料，具有较高的非线性系数、较高的抗光伤阈值、大的线性电光系数、良好的热稳定性等优点，是非线性领域不可或缺的材料。KTP晶体被广泛应用于多个领域，例如激光倍频、参量振荡、电光调制和声光调制等。尤其是准相位匹配技术的出现，使得KTP晶体在非线性光学领域有了更大的应用空间。 激光的出现也带动了光通信等新技术的发展，集成光学的出现为光波传输和处理提供了理想的结构形式。集成系统的基本元件是光波导器件，传送信号的载体是光导波，对光信号的所有处理都必须以光在波导中能够传导为前提。所谓的波导结构就是指由折射率较低的区域包裹着折射率较高的区域，这种结构可以把光限制在较小的区域内传播，从而提高传输光的能量密度，更好的利用材料的非线性性质。光波导是集成光学的基本结构，在各种光器件的制造中起着重要作用。 离子注入是一种制备光波导的有效方法，离子注入可以改变材料的折射率，而基本不改变材料的光电特性，对晶体波导层结构影响小，可以在较低温度下进行。注入离子在晶体内部的聚集可以产生一个折射率降低的光学位垒，在光学位垒和空气之间的区域就形成了光波导结构。通过改变离子注入的能量和剂量，能够控制光波导区的深度和折射率大小。 离子交换方法是在一定条件下使要掺杂的离子与衬底材料中的特定离子进行交换，从而改变折射率形成波导。离子交换方法制作的光波导有如下优点：制作过程的工艺参数可以灵活变化；制作工艺简单，适合大规模批量生产；波导损耗小，偏振相关性小，因此研究离子交换方法制备光波导有重要的现实意义和应用价值。 光波导是光波耦合器、波导调制器、波导开关以及波导激光器等无源和有源器件的基础。探讨离子注入光波导的制备不仅是光波导应用研究的基础，还可以拓展该技术在光电子领域的应用。 离子注入和离子交换结合制备KTP平面光波导方面，国际上相关的报道很少，离子注入和离子交换相结合具有一下优点：（1）可以对波导的导模进行调制；（2）可以制备双层波导。所以，利用离子注入和离子交换相结合制备KTP平面光波导具有重要的研究价值。 本论文主要研究了利用Rb—K离子交换技术在KTP晶体上制备平面光波导，主要内容包括：为了研究离子注入对离子交换的影响，我们分别用He和O离子注入KTP晶体，注入能量分别为：2MeV和4MeV，在对离子注入样品进行退火处理后，再将样品放入熔融的硝酸铷中进行离子交换，交换温度设定为340℃，交换时间从60分钟到120分钟：用棱镜耦合法测量了注入和交换前后KTP样品在633nm下的暗模特性。通过对波导导模的变化和对应的有效折射率的大小进行分析，离子注入在晶体内部造成了折射率下降的位垒，在交换达到一定时间和深度以前，位垒不限制Rb离子在晶体内的扩散，晶体表面折射率升高。当交换达到一定程度后，离子注入造成的损伤会大大降低离子交换的速度，并且限制离子在晶体里面的扩散，这方面的研究需要进一步深入。同时，由于交换温度较高，交换的过程对注入后的样品相当于一个退火过程，而退火会造成离子注入引起的缺陷的扩散和晶格结构的恢复，对离子交换过程的影响较大。