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通信系统的发展对通信容量的要求不断加大，易导致现有波分复用系统在信息传递时发生阻塞，迫切需要一种可以实现波长获得再利用的方式，实现容量和灵活性的提高。采用全光波长转换技术可以实现波长的再利用、再分配，提高波分复用网络的灵活性和可扩充性。准相位匹配铌酸锂(QPM-LN)光波导可以实现高的波长转化效率，信号带宽大，可多个波分复用信道同时转换，对信号格式、偏振和速率具有透明性，同时易于集成和模块化，成本低廉，性能可靠，被认为是未来波分复用网络系统中的一个重要的器件。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可以易于制备同时具有高性能波导的有效方法，制备高质量的准相配铌酸锂光波导任然是一个具有挑战性的课题。本文对周期性极化掺镁铌酸锂脊型波导波导进行了相关研究，具体工作如下: (1)研究了各种LiNbO3光波导制备工艺，比较各种工艺的优缺点，选择通过结合退火质子交换和金刚石刀片精密加工技术的优点制备退火质子交换周期性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。制备的脊形波导传输损耗低，性能稳定，同时对光场有很强的限制作用，可实现高效的非线性频率转换，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)通过理论分析对APE PPMgOLN脊型波导进行了数值模拟，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。 (3)设计了基于严格耦合波分析畴无损表征系统，在本文中介绍了基于严格耦合波分析无损表征周期性极化铌酸锂晶体畴结构的原理，实验验证了该测试系统对极化晶体的周期和占空比的测试精度分别为0.05μm和0.005。 (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细致的实验研究，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，利用截断法测试脊形波导在C波段的平均传输损耗为0.51dB/cm。测试了波导倍频性能与输入泵浦光强的调谐关系，1550.116nm的泵浦光在输入功率为293mW时，获得了脊型波导最大倍频效率为5.09％，倍频带宽半高宽为0.59nm。对基于步进啁啾结构APELiNbO3脊型波导进行了通光测试，获得了5.85nm的宽带倍频输出。