铌酸锂晶体是一种良好的非线性光学晶体材料，它具有极好的光学、铁电、电光、光折变等性能，在铌酸锂基础上制备的光波导结构在光通信、光纤传感、光学仪器、光信息处理和光计算方面有重要用途。作为一种有效制备光波导的新技术，离子注入已经引起人们的广泛关注。它可以改变材料的折射率，而基本上不改变材料的光电特性，对晶体波导层结构影响小，可以在较低温度下进行，对注入剂量和深度可以精确控制。迄今为止，人们已经利用离子注入技术在包括光学晶体、玻璃、半导体及有机聚合物在内的大量光学材料中形成了光波导结构。离子注入铌酸锂波导的研究自二十世纪七十年代始，起初研究者们用高剂量的轻离子注入铌酸锂，常用的主要为He、H等离子，注入剂量在1016量级，一般形成多模波导。其机理是，在离子注入晶体的射程末端形成损伤层，损伤层内晶格部分非晶化并且密度降低，导致损伤曾内折射率下降，形成光学位垒，光线被限制在光学位垒和表面空气层所包围的区域传播，此区域即成为波导结构。后来重离子被用来注入铌酸锂晶体形成波导结构，目前报道中提到的重离子有O离子、C离子、Ni离子、Si离子等。椭圆偏振光谱法是测量材料表面性质常用的方法，通过分析偏振光在待测薄膜样品表面反射前后偏振态的改变来获得薄膜材料的光学性质和厚度。测量偏振光的初态和末态，利用系统的琼斯矩阵或米勒矩阵便可以确定被研究材料对偏振光的变换规律。该方法由于其独特的优点被广泛应用于物理学、化学、材料学、生物学以及光学、电子科学等有关的各个领域。本文介绍了反射式椭圆偏振测量的基本原理，推导出了几种不同薄膜模型的椭偏参数。 本文研究了不同剂量、不同能量的B离子和Ni离子注入Z切光学抛光的铌酸锂晶片及未进行离子注入的铌酸锂晶片，测量了铌酸锂晶体及离子注入晶体的单晶性质和透射率。实验显示，两种离子注入到铌酸锂晶体后，仍然保留了良好的单晶性质，掺杂造成的晶格损伤很小，具备了应用于光波导的基本条件。用反射式椭圆偏振光谱法测量了离子注入后铌酸锂的椭偏参数，研究了分层均匀的各向异性多层薄膜的椭偏参数与每层薄膜折射率及厚度的关系，得到超越方程。用SRIM软件模拟了离子注入过程，模拟得到了离子注入晶体后造成的损伤曲线，注入B离子的晶体注入范围在2．0μm附近，损伤较小，最大的原子替代率为23．1％；注入Ni离子的晶体注入深度较浅，在1μm左右，损伤较大，最大原子替代率为55％。根据模拟结果对铌酸锂晶体波导建立模型，得出模型对应的椭偏公式，用计算机编程得到了0．3μm～0．8μm波段波导区和损伤区的折射率色散拟合公式。结果显示，离子注入后的寻常光与异常光色散曲线基本保持了原有的形状，折射率色散公式中四个参数有相应的变化，损伤区的寻常光和异常光折射率下降明显，波导区折射率大于损伤区，因此光线能够被限制在波导区进行传播。研究结果对铌酸锂晶体光波导的应用具有重要意义。