光波导作为集成光学中最基本的组成单元,不仅可以实现数据传送,还可以提供非线性,主动增益等特殊功能,是实现各种光子功能器件的基础,在光通信等领域得到了广泛的应用。飞秒光刻波导技术是近年来新兴的一种光波导制作技术,相对于传统的波导制作工艺,它具有工艺设备简单,成本低等特点,而且可以制作三维结构的光子器件,在制作复杂的高密度集成光器件方面展现了巨大的应用价值。本文针对集成光学中对各种功能光子器件的应用需求,研究并制作了具有应力双折射和纳米光栅散射双重偏振特性的钛蓝宝石波导,在高非线性系数的重金属氧化物玻璃以及在主动增益介质掺Yb3+磷酸盐玻璃中进行了制备波导研究,并成功研制出1030nm输出的波导激光器。本论文的主要工作和创新成果主要包括以下几个方面：1.利用飞秒激光在钛蓝宝石样品中制作了具有纳米光栅的波导结构,研究了飞秒激光偏振方向以及激光脉冲能量对纳米光栅形貌的影响；从瞬态等离子模型出发解释了纳米光栅形成的动力学过程；将应力偏振导光和纳米光栅偏振散射相结合,首次在钛蓝宝石中制作了具有双重偏振光学特性的应力型波导以及3×3波导阵列等多种结构的光子器件；2.在掺铒铝硅酸盐玻璃中分别采用了纵向和横向刻写方式制作波导,研究了不同数值孔径的显微物镜对纵向写入波导的影响,讨论了横向刻写时波导端面整形成丝现象,测试了波导的荧光光谱以及小信号增益；3.研究了在主动增益掺Yb3+磷酸盐玻璃中制备光波导的技术,讨论了狭缝宽度、聚焦深度对波导横截面的影响；分别针对不同的脉冲能量,扫描速度,激光脉宽等刻写参数给出了写入波导窗口范围；搭建了荧光光谱测量装置,测试了波导区域的荧光光谱等激光特性；测试了波导的近场导光模式,利用有限差分方法重构了波导的折射率分布；建立了波导激光系统,实现了1030nm连续波导激光输出,激光阈值最低仅为130.9mW,最大输出功率达到23.1mW,最大斜效率15%；4.在重金属氧化物玻璃SF10中利用近皮秒脉宽脉冲制备波导,有效避免了高非线性带来的激光能量难以沉积的技术难点,首次在重金属氧化物玻璃中成功实现了TypeⅠ类波导。利用插损法测试了波导的传输损耗,详细研究了激光刻写参数对波导折射率以及波导传输损耗的影响。实现了支持LP11模式的少模波导,为制作波导模式转换器等光子器件提供了可能。在重金属氧化物玻璃ZF13中,采用了旋转双光楔制备波导技术,成功实现了压低包层波导,这种技术制作的波导将保持材料的原有性质,加工效率高,波导尺寸易于调节,可实现单模波导以及多模波导等多种传输类型的波导。