近些年,信息产业得到了迅速发展,光通信系统能够实现信息的高速化、大容量传输,使得构成全光通信网络的集成光学器件成为研究的重点,而波导器件作为集成光学器件的重要组成部分,受到人们广泛的关注。在制备波导器件的材料中,铌酸锂（LiNbO₃）晶体因具有电光、声光、非线性和光折变等优良的光学性质,已被广泛应用。基于LiNbO₃晶体的波导制备工艺相对成熟,最常见的方法为钛扩散法和质子交换法,在此基础上,波导光栅的研究也得到了快速发展,制备波导光栅的常见工艺有:光折变,电子束刻蚀和激光直写等。本文以x切LiNbO₃单轴晶体作为基底材料,设计了钛扩散LiNbO₃单模波导,并对其进行了实验制备和光学表征,研究了晶片与光刻胶温度差对波导损耗的影响,此外,提出了两种制备波导光栅的实验方法。具体工作内容如下:1.利用光学射线法和有效折射率法分析了钛扩散条形波导的模式色散方程,并对色散方程进行了数值仿真,确定了钛扩散条形波导的单模条件。根据设计的单模条件,对钛扩散LiNbO₃波导进行了实验制备和光学表征,测量了波导的有效折射率和模场分布,并对实验数据进行了总结分析,结果表明,制备出的波导具有低损耗和单模特性。2.研究了晶片与光刻胶温度差对波导损耗的影响,分别在较高和较低LiNbO₃晶片与光刻胶的温度差条件下,制备了钛扩散LiNbO₃波导,并对其进行了测量,对比实验结果表明,较低温度差下有较小的波导传输损耗,与仿真结果一致。因此,在制备钛扩散LiNbO₃波导的过程中,应尽可能减小晶片与光刻胶之间的温度差,避免引入额外的波导损耗。3.提出了两种制备波导光栅的实验方法:一次钛扩散法和二次钛扩散法。以钛扩散制备LiNbO₃波导方法为基础,结合激光直写、电子束直写等方法设计了波导光栅的实验制备方案,为后续波导光栅的实验制备奠定了基础。