近年来,随着光通信技术的飞速发展和激光技术的广泛应用,高增益掺钕激光玻璃受到人们的广泛关注。它具有荧光寿命长、受激发射截面大和光学均匀性高等优势,成为应用于高功率激光系统中的重要激光物质。波导结构是集成光学器件中的关键元件,影响着器件甚至整个光学系统的性能。在激光放大领域,波导激光器件的制备成为热点研究内容。而实现波导激光器件的首要前提是构建光波导结构。本论文以高增益掺钕激光玻璃为基质材料,在其上利用多项技术制备平面及脊型波导结构,研究波导的光学特性,为制备各类掺钕激光玻璃波导器件奠定基础。同时,根据掺钕磷酸盐激光玻璃波导的特点,提出了1057 nm波导激光输出的整体实现方案。本论文的主要内容包括以下几个方面:第一,首先论述了掺钕激光玻璃的特点及其国内外研究现状,并对掺钕玻璃制备波导器件的研究进展进行简要介绍。其次介绍了光波导结构、制备波导工艺以及用于分析波导光学性能的方法。第二,利用离子注入技术制备高增益掺钕激光玻璃平面波导,并分别探讨了氢离子和氦离子注入波导的光学特性。采用SRIM软件分析离子注入过程及波导的形成机理。为了评估H+和He+离子注入制备平面光波导的质量,分别测试了波导的暗模特性曲线,利用RCM模拟了折射率分布情况,以及在He-Ne激光器发射的633 nm波长下观察近场导模光强分布。实验测得能量为400 ke V、剂量为8×1016 ions/cm~2的氢离子注入波导在退火前后都能获得近场光强分布,而且经过200℃、1 h退火处理后,波导区的折射率趋于衬底折射率,离子注入损伤得到改善,光学传输质量进一步提高。相比能量400 ke V、剂量为6×1016 ions/cm~2的氦离子注入波导,氢离子注入波导的光学性能更佳。第三,基于氢离子注入掺钕激光玻璃平面光波导的基础上,采用飞秒激光烧蚀技术烧蚀出脊宽分别为15?m、20?m、25?m和30?m的二维脊型波导以及利用金刚石刀精密切割技术切割出脊宽为10?m的脊型波导。采用显微物镜对不同工艺制备的平面波导以及脊型波导的形貌进行表征。实验获得五种脊宽不一的脊型波导在近红外波段976 nm下的光场分布,表明制备的二维波导结构具备良好的导光作用。第四,介绍了波导激光器的基本结构,并从泵浦方式、耦合方式及谐振腔的选择三个方面合理设计结构紧凑的掺钕磷酸盐玻璃波导激光器,搭建激光泵浦实验平台。