随着薄膜技术的发展，薄膜材料已经广泛渗透到现代科技的各个领域。二氧化钛(TiO2)薄膜由于具有化学性质稳定，高折射率、高介电常数以及在可见光波段透明等特点，近年来受到广泛的关注和研究。由于TiO2薄膜的光学性质与体材料不同，研究厚度对TiO2光学性质的影响，对基于TiO2薄膜的光学和光电子器件的设计和制造十分必要。　　首先，研究了厚度对非晶态TiO2薄膜光学性质的影响。利用电子束蒸发法在硅片衬底上制备了30 nm以下不同厚度的TiO2薄膜。采用多角度椭圆偏振光谱仪对薄膜样品进行测量，分析选用适当的模型对测量数据进行拟合，得到了TiO2薄膜样品的折射率色散光学和厚度。结果表明，随着TiO2薄膜厚度增加，其折射率增加，这可以由薄膜生长的无序性来解释。　　其次，本论文还研究了TiO2薄膜折射率随厚度的变化关系，制备了一系列TiO2薄膜样品，厚度为5～180 nm。采用多角度椭偏仪对各个样品进行测量并拟合。结果表明厚度在40 nm以下薄膜折射率随厚度减小而锐减，当薄膜的厚度在40 nm以上时，其折射率基本上保持在一个常数值并且接近TiO2体材料的折射率。该现象主要是由于薄膜层中存在空洞以及存在界面层造成。　　此外，为了研究厚度对晶态TiO2薄膜结构和光学性质的影响，对制备的样品进行退火处理。通过对薄膜样品进行XRD测量，表明得到的TiO2薄膜为锐钛矿结构。通过计算可得，随着薄膜厚度增加，薄膜的晶格间距减小，晶粒尺寸增加，这表明增加厚度可以提高薄膜的晶体质量。通过多角度椭偏测量并拟合后可得，随薄膜厚度增加，其折射率会减小，这可能是由于应力在其影响中占主要作用。