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钽酸锂晶体具有与铌酸锂晶体相类似的电光、声光和非线性光学效应，在多功能材料区域具有极大的应用前景，而且相比铌酸锂具有更高的抗光折变能力和更高的熔点使其更加有利于掺杂工程。本文主要研究了Er3+离子和Ga3+离子在钽酸锂晶体中的扩散特性，制备了Er3+、Ti4+共扩钽酸锂平面波导，探索了钛扩散钽酸锂同成分和近化学计量比条形光波导的制备工艺，并对其光学性质进行了测试。 本文的主要工作: 一、研究了Er3+在钽酸锂晶体中的扩散特性。利用棱镜耦合仪测量了Er3+离子掺杂对基底折射率的影响，结果表明，Er3+掺杂对钽酸锂晶体折射率影响非常小仅为10-4量级。通过SIMS分析不同扩散条件下的Er3+离子的浓度分布，探究其扩散过程符合Arrhenius方程，获得了包括Er3+离子在钽酸锂晶体中的扩散常数、溶解度常数、激活能、溶解热等参数，并假设了一个跟Li2O组分有关的一维Fick方程来描述Er3+离子的平面扩散进程，为后续制备钽酸锂有源光波导器件提供了坚实的基础。后续还进行了Er3+、Ti4+在钽酸锂中的共扩实验，结果表明:相同温度下Er3+离子的扩散至少比Ti4+慢两个数量级，并且Ti4+离子辅助Er3+离子的扩散，提出了与此相关的两个独立的Fick方程，将其推广于一般物质:迁移速度快的离子可以加速迁移速度慢离子的扩散。 二、实验研究了Ga3+在钽酸锂晶体中的扩散特性。利用棱镜耦合仪研究了Ga3+离子对基底折射率的影响最大为3×10-4，比较不同扩散条件下Ga3+离子的浓度分布，获得了包括扩散常数、溶解度常数、激活能、溶解热等参数。提出了一个反应其扩散过程的缺陷化学式，为进一步Ga3+掺杂钽酸锂光波导器件的研制提供了实验依据。 三、利用钛扩散方法制备出同成份钽酸锂条形光波导，在同成分波导基础上进行富锂VTE处理得到近化学计量比的条形光波导。利用棱镜耦合仪表征其折射率，搭建端面耦合系统进行近场模式的采集，分析其组份和光学性能，发现前者组份为48.50mol％后者为49.50mol％，且两者都支持TE和TM模式，在1.5μm波段均为单模传输。通过端面耦合法测量出同成分波导对应的传输损耗分别为6.01dB/cm和6.89dB/cm近化学计量比对应的传输损耗分别为12.10dB/cm和13.01dB/cm。通过SIMS分析波导表面和深度范围的钛浓度分布，结果表明都符合高斯分布，而且沿着光轴的钛的扩散速率比其他方向快好几个数量级。 本文的研究工作为后续掺杂钽酸锂的有源光波导器件的开发奠定了坚实的基础。