CO2激光器倍频是获得高功率中红外相干光源的有效方法之一，并且能够同时输出中、远红外激光，可以作为红外对抗系统迫切需要的干扰源。但常用的双折射倍频晶体存在热导率差、透过率低或损伤阈值低等问题，难于高功率应用。研究新型倍频晶体，实现高功率CO2激光高效率倍频，对中红外激光的应用，尤其是在红外对抗中有重要的意义。　　本文采用准相位匹配的原理，通过晶片键合技术将GaAs晶片按极化方向周期颠倒的方式堆叠在一起，用来实现对CO2激光器准相位匹配倍频，这种方法能够充分利用GaAs晶体红外波段透过率高、非线性系数大、热导率大、损伤阈值高等优良性能，为高功率CO2激光高效率倍频提供了新的途径。　　论文从准相位匹配的原理出发，对准相位匹配倍频器件的实现方法和倍频效率进行理论研究。通过理论分析，得到晶片厚度，切割方向等晶片加工参数;通过对倍频器件转换效率的研究，得到倍频器件的允许参数，论证了器件实现的可行性，同时为准相位匹配倍频器件的制备工艺提出了参数要求。根据倍频器件制备参数要求，利用晶片键合技术对晶片键合质量的影响因素进行研究，分析键合条件对晶片键合力和光学损耗的影响，为晶片键合工艺提供了理论指导。　　根据理论研究提出的工艺目标，对超薄GaAs晶片键合工艺进行了实验研究，实现对直径20mm、厚度106μm超薄GaAs的抛光，单片厚度误差小于1μm，表面方均根粗糙度小于0.5nm;采用氢离子清洗技术和超高真空预键合技术，去除表面氧化物，避免界面残留气体和杂质颗粒，经过退火，使GaAs晶片键合力得到了提高，键合面积大于95％，中心部分完全贴合;根据两层晶片的高质量键合，实现了多层晶片键合;采用透射电镜对界面形貌进行分析，键合界面没有发现气泡，晶片之间良好成键，晶格良好匹配，排列整齐，界面没有发现非晶层，电子衍射花样表明键合后两片GaAs晶体成为整块单晶。多层键合晶体透过率的测试表明键合界面的光学损耗达到了制备倍频器件的要求，为准相位匹配倍频器件的制备提供了新的实现方法。