光学二次谐波的发现使非线性光学成为现代光学的一门独立分支，基于非线性效应设计制作的光学波导器件得到迅猛的发展，并取得丰硕的成果。具有较大二阶非线性系数的基于准相位匹配铌酸锂(QPM-LN)光波导因其超快、低噪声、易集成、高效率、多功能、不依赖比特率和信号调制格式的优势而逐渐成为热门的研究领域。随着周期极化铌酸锂晶体在光学滤波器、光脉冲整形、THz产生以及在光通信中的全光开关、全光波长变换领域的应用，人们不再满足同时只能对单一波长进行频率转换，对同时多波长转换带宽的要求日益增加。　　尽管目前铌酸锂光波导在工业生产中已经相当成熟，大量的制备工艺技术被相继提出，然而仍然不能够提供一个易于制备且能产生宽带、高效的高性能波导器件，制备高质量QPM光波导任然是一个具有挑战性的课题。本文对结合啁啾周期结构、退火质子交换工艺和金刚石精密切割技术对极化掺镁铌酸锂脊型波导进行了相关研究，具体工作如下:　　(1)我们分析了铌酸锂晶体周期极化结构和啁啾周期结构的发展情况，研究了各种LiNbO3光波导制备工艺，比较各种工艺的优缺点，选择通过结合啁啾周期结构、退火质子交换工艺和金刚石刀片精密切割技术的优点制备退火质子交换啁啾周期极化掺镁铌酸锂脊形波导(APE PPMgOLN ridge waveguide)，这种工艺方法大大降低了波导的制备工艺难度和成本，易于实现和控制波导结构，工艺重复性好，能够实现宽带、高效、增益平坦的非线性频率转换，适用于未来全光通讯网络。基于以上优点，本文对APE PPMgOLN脊形波导制备与测试进行了研究。　　(2)通过对两种啁啾周期结构:线性啁啾结构和步进啁啾结构的研究，分析了两种结构的模型建立过程和频率转换效果，比较了两种结构实际应用过程中存在的效率起伏和制备工艺问题，基于制作工艺的难度和精度误差等问题选择了步进啁啾结构为主要研究对象。　　(3)通过理论分析建立了APE PPMgOLN脊型波导模型，运用软件对模型进行了仿真模拟，得到了波导中基频光和倍频光的基模模场分布以及有效折射率，进一步得到了极化晶体的准相位匹配周期。　　(4)通过对退火质子交换工艺条件进行优化，降低了波导的插入损耗。对金刚石刀片精密切割制备脊形结构工艺进行了实验研究，详细介绍了影响切割质量的因素，优化了各项切割参数并利用抛光工艺对波导表面进行处理，制备了高质量的APE PPMgOLN脊形波导。　　(5)对制备的APE PPMgOLN脊形波导性能进行测试，利用截断法测试在1550nm输入波长下，脊形波导的传输损耗为0.46dB/cm;在输入光为宽谱光源（输出波长为1525nm-1565nm）时，在p=3时获得了最大的倍频转换效率，约为9.86％;在p=9时获得了带宽最大的输出倍频响应，约为7.83nm。